2021年的UWP(6)——长生命周期Desktop Extension向UWP的反向通知

上一篇我们讨论了UWP和Desktop Extension间的双向通讯，适用于Desktop Extension中存在用户交互的场景。本篇我们讨论最后一种情况，与前者不同的是，Desktop Extension和UWP保持相同的生命周期，同时规避AppServiceConnection可能被Windows回收的限制，在任意时刻能够反向通知UWP的场景。
首先回顾之前总结的四个场景分类：

• 执行后立即退出
• 等待request，处理完后退出
• 一或多个request/response周期
• 与UWP相同生命周期，且保持由Desktop Extension发起通知的能力

在长生命周期Desktop Extension向UWP的反向通知场景中，有以下特征：

1. 通知发起方是Desktop Extension
2. 通过request传递参数
3. 不关心返回结果
4. Desktop Extension和UWP相同生命周期

示意图如下：

在我们接下来的Sample工程中，将通过Desktop Extension来监听全局键盘事件。在用户按下W, A, S, D四个键时打印在UWP的界面上。其实UWP程序在前台运行的状态下，也是可以捕获键盘事件的。但在最小化的状态下，就只能依靠Desktop Extension来实现了。
在上一篇《2020年的UWP(5)——UWP和Desktop Extension的双向交互》中，我们提到了AppServiceConnection在UWP程序处于最小化时，会被Windows回收导致失去连接。而在长生命周期的Desktop Extension中，我们规避该限制的方式，是在每次从Desktop Extension发起通知时，均创建新的AppConnection对象，这一点非常重要。
整体的工程结构和之前的三篇保持一致，分为ReverseNotification.FrontUWP，ReverseNotification.Desktop以及打包用的ReverseNotification.Package工程。

我们先从FrontUWP工程讲起，AppServiceHandler.cs是我创建的帮助Class，用来处理AppServiceConnectoin的Connected和RequestReceived事件。

        public void OnBackgroundActivated(AppServiceTriggerDetails details)
        {
            Connected?.Invoke(this, new AppServiceConnectionConnectedEventArgs(details.AppServiceConnection));
            Connection = details.AppServiceConnection;
            Connection.RequestReceived += Connection_RequestReceived;
        }

        private void Connection_RequestReceived(AppServiceConnection sender, AppServiceRequestReceivedEventArgs args)
        {
            RequestReceived?.Invoke(this, args);
        }

而OnBackgroundActivated事件则是在App.xaml.cs中，通过override UWP Application对象的OnBackgroundActivated方法来触发。这里是AppConnectionService连接的起点，即是源头。

        protected override void OnBackgroundActivated(BackgroundActivatedEventArgs args)
        {
            base.OnBackgroundActivated(args);
            if (args.TaskInstance.TriggerDetails is AppServiceTriggerDetails details)
            {
                if (details.CallerPackageFamilyName == Package.Current.Id.FamilyName)
                {
                    var deferral = args.TaskInstance.GetDeferral();
                    args.TaskInstance.Canceled += (sender, e) => { deferral?.Complete(); };
                    AppServiceHandler.Instance.OnBackgroundActivated(details);
                }
            }
        }

以上这些在前面几篇中都有提及，这里不再赘述。在UWP工程的MainPage中，我们记录了UWP进程的process id，Desktop Extension段会读取该值，用以检测UWP process的Exit事件，在UWP被关闭时释放资源。同时通过RequestReceived事件来将Desktop Extension反向通知的HotKey的值，通过HotKeyList绑定显示到UWP的界面上。

        protected async override void OnNavigatedTo(NavigationEventArgs e)
        {
            base.OnNavigatedTo(e);
            Process process = Process.GetCurrentProcess();
            ApplicationData.Current.LocalSettings.Values["processId"] = process.Id;
            if (ApiInformation.IsApiContractPresent("Windows.ApplicationModel.FullTrustAppContract", 1, 0))
            {
                await FullTrustProcessLauncher.LaunchFullTrustProcessForCurrentAppAsync();
            }
            AppServiceHandler.Instance.RequestReceived += Instance_RequestReceived;
        }

        private async void Instance_RequestReceived(object sender, Windows.ApplicationModel.AppService.AppServiceRequestReceivedEventArgs e)
        {
            var message = e.Request.Message;
            if (message.TryGetValue("HotKey", out object keyCode))
            {
                await Dispatcher.RunAsync(Windows.UI.Core.CoreDispatcherPriority.High, () => { HotKeyList.Add(keyCode.ToString()); });
            }
        }

最后不要忘记给FrontUWP工程添加对Windows Desktop Extension for the UWP的引用。

我们转到Desktop这一边，ReverseNotificatio.Desktop是一个WinForms的程序，通过RegisterHotKey这个Win32的API来监听热键。如何实现监听热键我不做过多介绍，具体请参考示例代码。

        [DllImport("user32.dll")]
        public static extern bool RegisterHotKey(IntPtr hWnd, int id, int fsModifiers, int vlc);

同时为了使用AppServiceConnection，添加了对Win10 API的引用，主要是WindowsRuntime和Windows.winmd这两个文件。前者通过Nuget添加，后者请参考《迁移桌面程序到MS Store（4）——桌面程序调用Win10 API》。

我想强调的是，不要在长生命周期的Desktop Extension进程中，去维护一个全局的AppServiceConnection，某软的文档并没有提到细节，但也明确指出AppServiceConnection在UWP进入suspended状态时，可能被释放。我们要做的事情，是在每一次的热键响应事件中，创建新的AppServiceConnection去发送消息。

        private async void hotkeys_HotkeyPressed(int ID)
        {
            var key = Enum.GetName(typeof(VirtualKey), ID);

            var message = new ValueSet
            {
                { "HotKey", key }
            };

            var connection = new AppServiceConnection
            {
                PackageFamilyName = Package.Current.Id.FamilyName,
                AppServiceName = "ReverseNotificationAppService"
            };
            connection.ServiceClosed += Connection_ServiceClosed;

            var status = await connection.OpenAsync();
            if (status == AppServiceConnectionStatus.Success)
            {
                var response = await connection.SendMessageAsync(message);
            }
        }

不能保存已创建的AppServiceConnection来重复使用，有时会造成不便。但这也正是我将Desktop Extension分为4个场景的原因，针对不同的用途来创建特定类型的background process。

ReverseNotification.Package作为打包工程，我们需要注意添加对FrontUWP和Desktop的引用。以及编辑Package.appxmanifest文件，提供对AppService和Desktop Extension的支持。

    <Application Id="App"
      Executable="$targetnametoken$.exe"
      EntryPoint="$targetentrypoint$">
      <uap:VisualElements
        DisplayName="ReverseNotification.Package"
        Description="ReverseNotification.Package"
        BackgroundColor="transparent"
        Square150x150Logo="Images\Square150x150Logo.png"
        Square44x44Logo="Images\Square44x44Logo.png">
        <uap:DefaultTile Wide310x150Logo="Images\Wide310x150Logo.png" />
        <uap:SplashScreen Image="Images\SplashScreen.png" />
      </uap:VisualElements>
      <Extensions>
        <uap:Extension Category="windows.appService">
          <uap:AppService Name="ReverseNotificationAppService" />
        </uap:Extension>
        <desktop:Extension Category="windows.fullTrustProcess" Executable="ReverseNotification.Desktop\ReverseNotification.Desktop.exe"/>
      </Extensions>
    </Application>

至此对Desktop Extension的一系列讨论告一段落。牵涉的内容较多，很难在一篇文章中解释清楚，我将之前的链接罗列在下方，供各位参考：
《迁移桌面程序到MS Store（9）——APPX With Desktop Extension》对Desktop Extension做了基础介绍。
《2020年的UWP(2)——In Process App Service》详细介绍了如何使用AppService。
《2020年的UWP(3)——UWP和desktop extension的简单交互》介绍了单向的一次性使用场景。
《2020年的UWP(4)——UWP和等待Request的Desktop Extension》background process会有一个较短的生命周期，等待Reqeust执行完成后退出。
《2020年的UWP(5)——UWP和Desktop Extension的双向交互》通常用在同时展现UWP和WPF界面时使用。
Github：
https://github.com/manupstairs/UWPSamples/tree/master/UWPSamples/DataExchangeUWP/ReverseNotification