iOS中 HeathKit框架学习 步数统计等 韩俊强的博客

2021-12-15 15:14:41

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HeathKit框架学习

本文结构
  • 简介
  • 用户数据安全及隐私
  • HeathKit框架
  • HeathKit使用
  • 总结

简介

HeathKit是Apple公司在推出iOS 8 系统时一块推出的关于健康信息的框架。如果iPhone手机系统升级到iOS8之后就会发现多了一个健康-app,这就是Apple提供的一个记录用户健康信息的app,可以用它来分享健康和健身数据。还可以指定数据的来源，比如我们自己创建一个app,在我们的app中使用了HeathKit框架之后只要经过用户的认证，就可以在我们的app之中给健康分享数据或者从健康中获取数据。

HeathKit可以与健身设备一起工作，iPhone手机自身可以监控步数信息，会自动导入步数信息。但是其他信息或者设备需要配套的应该才能获取到数据并导入到HeathKit中并在健康中显示。

HeathKit不能再iPad中使用，而且它也不支持扩展。

用户数据安全及隐私

由于用户的健康信息可能是敏感的，所以这些用户信息不能让开发者很随便的获取到。每条信息的读写都需要用户去选择是否同意，比如用户可以同意你获取到用户的身高体重，但是不同意读写生殖健康等其他用户不愿意公开的信息。为了防止信息泄露，我们是不知道用户是否禁止了某条信息是否被用户禁止读取的。简单的说，如果获取不到某条信息，就代表没有这条信息。

关于更多的关于隐私的信息，可以参考隐私

HeathKit框架

HeathKit在各个应用之间提供了一种有意义的方式共享数据。因此，我们必须使用HeathKit框架提供的数据类型和单位。这保证了数据存在的真正意义，我们不能自定义数据类型及单位。框架使用了子类化，例如HKObject和HKObjectType抽象类拥有很多有平行关系的子类，当使用Object或者ObjectType的时候，必须确保使用正确的子类。

在HeathKit中能够存储的类都是HKObject的子类，大部分HKObject的子类都是不可变的。每个对象都有下面的属性：

  • UUID：每个对象的标识符
  • Source：数据的来源，来源可以是HeathKit的健康app,也可以是我们自己创建的app。当一个对象存储到HeathKit中时会设置其来源。只有从HeathKit中获取到的数据的来源才有效。
  • Metadata：一个包含该对象额外信息的字典，元数据包含预定义的key和自定义的key,预定义的key用来帮助我们在应用间共享数据，而自定义的key用来扩展HeathKit，为对象添加针对应用的数据。

HeathKit的对象主要分为特征和样本。特征对象代表用户的基本不变的数据，包括用户的生日、血型和性别等。我们创建的app不能修改这些信息，只能让用户在健康中去修改或者添加个人特征信息。
样本对象代表某个特定时间的数据，所有的样本类型的对象都是HKSample的子类。它们都有下面的特性：

  • Type ：样本类型，例如：睡眠分享、步行距离、心率样本等
  • StartDate：样本开始时间
  • EndDate：样本结束时间。如果是某一个时间的样本，则开始于结束时间相同，如果是某个时间段的样本，则结束时间在开始时间的后面。

样本类型又可以分为四个类型：

  1. 类别样本(HKCategorySample)：在iOS 8 中，只有睡眠分析这一个类别样本。代表有限种类的样本.
  2. 数量样本(HKQuantitySample)：这种样本代表存储数据的样本，比如步数、距离、用户的体温等。它是HeathKit中最常见的数据类型。
  3. 关系样本(HKCorrelation)：代表复合数据，包括一个或者多个样本。在iOS 8 中，用correlation代表食物和血压。在创建食物或血压时，需要用correlation。
  4. 训练活动(HKWorkout)：代表某种活动，比如走、跑步等。包含有开始时间、结束时间、运动类型、消耗能量、运动距离等属性。还可以为workout关联许多详细的样本。不像correlation，这些样本不包含在workout中，但是可以通过workout获取到。

再介绍一个HeathKit中经常用到的一些类。

HKSamle

每个HkSample的子类都有对应的便利方法创建对应的对象。比如：

对于数量样本，需要创建HKQuantity类的实例。而且数量的单位和类型标识符文档中描述的可用单位要相同。例如：HKQuantityTypeIdentifierHeight 文档中说明它使用长度单位，因此，你的数量必须使用厘米、米、英尺、英寸或者其他长度单位。

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对应类别样本，需要创建HKCategorySample的实例。它的值必须和类型标识符文档中描述的枚举值相关。例如， HKCategoryTypeIdentifierSleepAnalysis 文档中说明它使用的枚举值。因此你在创建样本时必须从这个枚举中传递一个值。
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同样，你必须先创建correlation包含的所有样本。correlation的类型标识符描述了它可以包含的类型和对象的数量。不要把被包含的对象存进HealthKit。它们是以correlation的一部分存储的。

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对于训练活动样本，首先，创建 HKWorkoutType 实例并不需要指定类型标识符。所有的workout都是用同样的类型标识符。第二，对于每个workout你都需要提供一个 HKWorkoutActivityType 值。这个值定义了workout中执行的活动的类型。最后，当workout保存到HealthKit后，你可以给workout关联额外的样本。这些样本提供了workout的详细信息。

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HKQuery

HeathKit提供了许多查询读取数据的方法：

  1. 直接方法查询。对于特征样本，可以直接查询获取到，这些方法只能查询特征样本。更多信息： HKHealthStore Class Reference

  2. 样本查询。这是使用最多的查询。使用样本查询可以查询在HeathKit中任意的数据。而且可以对结果进行排序等。更多信息：HKSampleQuery Class Reference

  3. 观察者查询。这是一个长时间运行的查询，它会检测HealthKit存储，并在匹配到的样本发生变化时通知你。如果当存储发生变化时你想得到通知，就使用观察者查询。更多信息：HKObserverQuery Class Reference

  4. 锚定对象查询。用这种查询来搜索添加进存储的项。当锚定查询第一次执行时，会返回存储中所有匹配的样本。在接下来的执行中，只会返回上一次执行之后添加的项目。通常，锚定对象查询会和观察者查询一起使用。观察者查询告诉你某些项目发生了变化，而锚定对象查询来决定有哪些（如果有的话）项目被添加进了存储。更多信息：HKAnchoredObjectQuery Class Reference

  5. 统计查询。使用这种查询来在一系列匹配的样本中执行统计运算。你可以使用统计查询来计算样本的总和、最小值、最大值或平均值。更多信息： HKStatisticsQuery Class Reference

  6. 统计集合查询。使用这种查询来在一系列长度固定的时间间隔中执行多次统计查询。通常使用这种查询来生成图表。查询提供了一些简单的方法来计算某些值，例如，每天消耗的总热量或者每5分钟行走的步数。统计集合查询是长时间运行的。查询可以返回当前的统计集合，也可以监测HealthKit存储，并对更新做出响应。更多信息，参见 HKStatisticsCollectionQuery Class Reference。

  7. Correlation查询。使用这种查询来在correlation查找数据。这种查询可以为correlation中每个样本类型包含独立的谓词。如果你只是想匹配correlation类型，那么请使用样本查询。更多信息，参见 HKCorrelation Class Reference。

  8. 来源查询。使用这种查询来查找HealthKit存储中的匹配数据的来源（应用和设备）。来源查询会列出储存的特定样本类型的所有来源。更多信息，参见HKSourceQuery Class Reference。

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HKUnit

这个类代表要查询的数据的单位的类，比如体重的单位，可以为kg、lbs等。这个类为不同的数据类型提供了不同的单位方法。一般在创建前面介绍的样本类型的时候，都需要这个类为样本添加对应的单位。而且提供了一些数学运算，比如千米、米、厘米等之间的转换。

在某些场合，你可以使用格式化器来本地化数量。iOS8提供了提供了新的格式化器来处理长度（NSLengthFormatter）、质量（NSMassFormatter）和能量（NSEnergyFormatter）。对于其他的数量，你需要自己来换算单位和本地化数据。

HKHeathStore

HeathKit的核心就是它，它代表HeathKit的数据库，使用它就可以从数据库中读取数据。比较重要的方法：

  • isHealthDataAvailable：判断当前设置是否支持HeathKit
  • requestAuthorizationToShareTypes(typesToShare: Set?, readTypes typesToRead: Set?, completion: (Bool, NSError?) -> Void)： 向用户请求同意读写某些数据
  • saveObject(object: HKObject, withCompletion completion: (Bool, NSError?) -> Void) ：向数据库中添加数据
  • executeQuery(query: HKQuery) ：执行查询，即上面介绍的几种查询方法。

HeathKit使用

在使用HealthKit之前，必须要执行下列步骤：

  1. 打开HeathKit,在Target栏中，打开Capabilities菜单，将HealthKit这一项的开关设为ON的状态。

  2. 创建HeathManager.Swift 文件，并导入

    `import HeathKit`

    HeathKit的核心是HeathStore，创建

    func authorizeHealthKit(completion:((success:Bool,error:NSError!)->Void)!){}

    然后调用在这个方法中调用isHealthDataAvailable判断当前设备是否支持HeathKit

  3. //判断当前设备是否支持
if !HKHealthStore.isHealthDataAvailable(){
    let error = NSError(domain: "", code: 2, userInfo: [NSLocalizedDescriptionKey:"HealthKit is not available in this Device"])
    if completion != nil {
        completion(success: false, error: error)
    }
}


  4. ，最后在上面的方法中，设置要读写的数据类型。

  5. 为你的应用实例化一个 HKHealthStore 对象。每个应用只需要一个HealthKit存储实例。这个存储实例就是你和HealthKit数据库交互的主要接口。

    let hkHealthStore = HKHealthStore()

  6. 使用 requestAuthorizationToShareTypes:readTypes:completion:来认证请求从HeathKit获取数据的权限。

    //请求连接
hkHealthStore.requestAuthorizationToShareTypes(healthKitTypesToWrite as? Set<HKSampleType>, readTypes: healthKitTypesToRead as? Set<HKObjectType>) { (success, error) -> Void in

    if completion != nil{
        completion(success:success,error:error)
    }
    return 
}

    如果当前设备支持HeathKit的时候，这样就会弹出一个请求界面，让用户选择是否同意你能够获取到你要请求的数据。

获取特征信息

我们首先创建了ProfileViewController.swift,并用IB创建一个请求个人信息的界面
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然后在HeathManager.Swift 文件中添加请求个人信息的方法。
对于请求特征信息，前提上用户通过健康添加了出生日期、性别、血型等特征信息

func readProfile()->(age:Int?,biologicalsex:HKBiologicalSexObject?,bloodType:HKBloodTypeObject?){

    //请求年龄
    var age:Int?
    let birthDay:NSDate;
    do {
        birthDay = try hkHealthStore.dateOfBirth()
        let today = NSDate()
        let diff = NSCalendar.currentCalendar().components(.Year, fromDate: birthDay, toDate: today, options: NSCalendarOptions(rawValue: 0))
        age = diff.year
    }catch {

    }
    //请求性别
    var biologicalSex
    :HKBiologicalSexObject?
    do {
        biologicalSex  = try hkHealthStore.biologicalSex()

    }catch {

    }    
    //请求血型
    var hkbloodType:HKBloodTypeObject?

    do {
        hkbloodType = try hkHealthStore.bloodType()
    }catch{

    }

    return (age,biologicalSex,hkbloodType)
}


请求体重、身高、BMI的时候，创建另外的方法。

func fetchMostRecentSample(sample:HKSampleType,competion:((HKSample!,NSError!)->Void)!){
    //1.创建谓词
    let past = NSDate.distantPast()
    let now = NSDate()
    let mostRecentPredicate = HKQuery.predicateForSamplesWithStartDate(past, endDate: now, options: .None)

    //2.创建返回结果排序的描述，是降序还是升序的，因为只需要一个结果，就设定限制为1个
    let sortDescrptor = NSSortDescriptor(key:HKSampleSortIdentifierStartDate , ascending: false)
    let limit = 1

    //3.创建HKSampleQuery对象，
    let sampleQuery = HKSampleQuery(sampleType: sample, predicate: mostRecentPredicate, limit: limit, sortDescriptors: [sortDescrptor]) { (sampleQuery, results, error) -> Void in

        if let queryError = error {
            competion(nil,queryError)
            return
        }

        let mostRecentSample = results?.first

        if competion != nil{
            competion(mostRecentSample,nil)
        }

    }

    //4.执行查询
    self.hkHealthStore.executeQuery(sampleQuery)
}


获取之后在之前创建的ProfileViewController.swift文件中获取这些信息，并更新UI。

对应特征信息，可以直接调用查询方法，并更新

    let  profile = healthManager?.readProfile()
    self.healthStore = HKHealthStore()

    ageLabel.text = profile?.age == nil ? kUnKnowString:String(profile!.age!)
    sexLabel.text = biologicSexLiteral(profile?.biologicalsex?.biologicalSex)
    bloodTypeLabel.text = bloodTypeLiteral(profile?.bloodType?.bloodType)


这里面创建了两个工具方法biologicSexLiteral和bloodTypeLiteral来修改查询的结果为我们想要的样子并显示在界面上。

对于体重和身高，需要创建样本查询

/**
 获取并更新体重
 */
func updateWeight(){ 
    let weightSampleType = HKSampleType.quantityTypeForIdentifier(HKQuantityTypeIdentifierBodyMass)
    self.healthManager?.fetchMostRecentSample(weightSampleType!, competion: { (mostRecentSample, error) -> Void in

        if error != nil {
            return
        }

        var weightString = self.kUnKnowString
        self.weight = mostRecentSample as? HKQuantitySample

        //根据我们想要的数据类型单位获取对应的结果
        if let kilograms = self.weight?.quantity.doubleValueForUnit(HKUnit.gramUnitWithMetricPrefix(HKMetricPrefix.Kilo)){
            //体重格式化
            let weightFommater = NSMassFormatter()
            weightFommater.forPersonMassUse = true
            weightString = weightFommater.stringFromKilograms(kilograms)
        }

        //因为这个查询默认是异步查询的，所以需要在主线程更新UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
            self.weightLabel.text = weightString
            self.updateBMILabel()
        }

    })
}

/**
 获取并更新身高
 */
func updateHeight(){
    //设置要查找的类型，根据标识符
    let heightSampleType = HKSampleType.quantityTypeForIdentifier(HKQuantityTypeIdentifierHeight)

    //获取身高样本
    self.healthManager?.fetchMostRecentSample(heightSampleType!, competion: { (heightSample, error) -> Void in

        if error != nil {
            return
        }

        var heightStr = self.kUnKnowString
        self.height = heightSample as? HKQuantitySample

        //根据我们想要的数据类型单位获取对应的结果
        if let kilograms =  self.height?.quantity.doubleValueForUnit(HKUnit.meterUnit()){

            heightStr = String(format: "%.2f", kilograms) + "m"
        }

        //因为这个查询默认是异步查询的，所以需要在主线程更新UI
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
            self.heightLabel.text = heightStr
            self.updateBMILabel()
        }

    })
}


对应BMI,它代表人的身体质量指数，它的计算方式是:体重/(身高*身高)。因此它可以这样获得

/**
 获取并设置BMI:
 */
func updateBMILabel(){

    //根据我们想要的数据类型单位获取对应的结果
    let weight = self.weight?.quantity.doubleValueForUnit(HKUnit.gramUnitWithMetricPrefix(HKMetricPrefix.Kilo))
    let height = self.height?.quantity.doubleValueForUnit(HKUnit.meterUnit())
    var bmiValue = 0.0
    if height == 0{

        return
    }

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
        bmiValue = (weight!)/(height! * height!)
        self.BMILabel.text = String(format: "%.02f", bmiValue)
    } 
}


添加BMI到HeathStore

在下面的方法中添加一个alertView让用户输入BMI值，然后点击确认按钮之后添加到HeathStore中

@IBAction func addBMIData2HealthStore(sender: AnyObject) {        
    let alertView = UIAlertController(title: "输入BMI值", message: nil, preferredStyle: .Alert)

    alertView.addTextFieldWithConfigurationHandler { (textField) -> Void in
        textField.keyboardType = .NumberPad
    }

    let action =  UIAlertAction(title: "添加", style: .Default) { (action) -> Void in

        var value:Double?

        if let text = alertView.textFields?.first?.text {
            if text.characters.count > 0 {
                value = Double(text)
                self.saveBMI2HealthStore(value!)
            }
        }
    }
    alertView.addAction(action)

    self .presentViewController(alertView, animated: true, completion: nil)
}


//保存BMI到heathKitStore中
func saveBMI2HealthStore(height:Double){

    //BMI的类型
    let BMIType =  HKQuantityType.quantityTypeForIdentifier(HKQuantityTypeIdentifierBodyMassIndex)

    //根据标识符对应的单位创建BMI的数量对象
    let BMIQuantity = HKQuantity(unit: HKUnit.countUnit(), doubleValue: height)

    let now = NSDate()

    //根据起止时间以及上面创建的创建HKQuantity对象创建数量样本
    let BMISample =  HKQuantitySample(type: BMIType!, quantity: BMIQuantity, startDate: now, endDate: now)

    //保存数量样本到healthStore中
    self.healthStore?.saveObject(BMISample, withCompletion: { (success, error) -> Void in

        if success {
            print("添加成功")
            self.updateWeight()
        }

        if (error != nil) {
            print("添加失败")
        }
    })
}


如果添加成功，你就可以去手机上的健康查找BMI，就可以看到我们刚才添加的BMI值，而且它的来源是我们创建的app。

获取HKWorkout

创建一个WorkOutsViewController.swift文件，并在SB中拖对应的IB文件，界面如下
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然后在在HeathManager.Swift 文件中添加请求workout的方法

/**
 获取workoutData
 */
func fetchWorkOutsData(completion:([AnyObject]!,NSError!)->Void){

    let workOutsSampleType = HKSampleType.workoutType()

    let workOutsPredicate = HKQuery.predicateForWorkoutsWithWorkoutActivityType(.Running)

    let sortDescrptor = NSSortDescriptor(key:HKSampleSortIdentifierStartDate , ascending: false)

    let workOutsQuery = HKSampleQuery(sampleType: workOutsSampleType, predicate: workOutsPredicate, limit: 0, sortDescriptors: [sortDescrptor]) { (workoutsQuery, results, error) -> Void in

        if (error != nil){
            print("获取失败")
            return
        }

        if results != nil{
            completion(results!,nil)
        }

    }

    self.hkHealthStore.executeQuery(workOutsQuery)

}


然后在WorkOutsViewController.swift文件的viewWillAppear()方法中请求workout

self.healthManager?.fetchWorkOutsData({ (results, error) -> Void in

        if error != nil{
            print("获取失败")
        }else{
            self.workOuts = results as! [HKWorkout]
        }

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
            self.tableView.reloadData()
        });
    })


最后在tableView显示如下
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保存HKWorkout

在上面的界面的NavgationBar的rightBarItem向下再拖一个控制器，并添加对应的文件AddWorkoutsViewController.swift，并在IB中设置界面信息如下
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然后在 AddWorkoutsViewController.swift 复写 tableView(tableView: UITableView, didSelectRowAtIndexPath indexPath: NSIndexPath),针对点击不同的cell，执行不同的方法。即让用户输入点击的cell对应的输入方式，比如时间就是时间选择器。距离就是一个警示框加一个文本框等。

override func tableView(tableView: UITableView, didSelectRowAtIndexPath indexPath: NSIndexPath) {

    tableView.deselectRowAtIndexPath(indexPath, animated: true)

    self.tableView.tableFooterView = UIView()

    switch indexPath.row{

    case 0:
        self.setupPickerView()

    case 1,2:
        self.setupDatePickerView(indexPath.row)

    case 3,4:
        self.setupAlertView(indexPath.row)
    default:
        break
    }
}


这里面对应的选择的方法就不一一介绍了，就是几个普通的view的添加。添加完所有的信息之后就可以点击done 保存信息，方法如下：

 @IBAction func addWorkOut(sender: AnyObject) {

    self.heathStore = HKHealthStore()

    //获取距离和能量的数值
    let distanceValue = Double(self.distanceLabel.text!)
    let energyValue = Double(self.energyLabel.text!)

    //根据上面的数值创建对应的HKQuantity对象
    let distance = HKQuantity(unit: HKUnit.mileUnit(), doubleValue: distanceValue!)
    let energy = HKQuantity(unit: HKUnit.calorieUnit(), doubleValue: energyValue!)

    let endDate = self.dateFommater?.dateFromString(self.endDateLabel.text!)
    let startDate = self.dateFommater?.dateFromString(self.startDateLabel.text!)

    //这里我默认设置成running了。可以根据具体的类型再进行设置。
    //创建HKWorkout对象。
    let workout = HKWorkout(activityType: .Running, startDate: startDate!, endDate: endDate!, workoutEvents: nil, totalEnergyBurned: energy, totalDistance: distance, metadata: nil)

    //保存上面创建的HKWorkout对象
    self.heathStore?.saveObject(workout, withCompletion: { (success, error) -> Void in
        if error != nil{
            print("添加错误")
            return
        }

        if success{
            print("添加成功")
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
                self.dismissViewControllerAnimated(true, completion: nil)
            })
        }

    })
}


如果上面都执行成功，AddWorkoutsViewController.swift就会模态消失，然后在上面的一个页面`WorkOutsViewController.swift就会在tableView的最上层显示出我们刚才添加成功的HKWorkout

总结

在本人过完春节回到公司上班之后经理问我健康app里面的信息能不能获取到。之前只是简单了解了这个框架，但是里面的具体结构体系并不了解。就趁着项目不忙，抽空把HeathKit学习了解了一下。本文的demo也采用了之前自学的Swift简单的实现了一下(属于Switer新手)。可能会有错误或不准确的地方，如果你看到了，可以给我联系ls_xyq@126.com，我会及时更改的。写这篇文章一是对HeathKit的学习的一个练习，在这也是给以后会用到的童鞋一个可以参考的东西。

HeathKit不只是上面的这些内容，但是能把上面的这些问题搞定，我觉得针对HeathKit的体系会有一个清楚的认识，学习HeathKit更深层次的内容会有很大的帮助。

本文的demo已经放到github上面，需要的同学可以下载看看。

本文参考文章:

  1. HealthKit框架参考
  2. HealthKit开发教程Swift版
  3. The HealthKit Framework

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