iOS的后台任务

Posted 2020-08-25 感悟人生，体验生活，享受旅途，热爱编程

翻译自：http://www.raywenderlich.com/29948/backgrounding-for-ios

（代码部分若乱码，请移步原链接拷贝）

自ios4开始，用户点击home按钮时，你可以将app设计为挂起状态。app在内存中，除非用户再次返回到app，否则该app暂停运行。都是这种情况吗？

当然不是，在一些例外的情况下，app仍然可以在后台保持运行。这篇文章将介绍如何以及何时应用（几乎）所有这些后台操作功能。

应用后台运行模式实际上有很严格的限制条件，在ios上实现真正的多任务上，这并非一个奇特的解决办法。app退回后台时，比如用户切换到了另一个app，更多的是完全被挂起。

允许app在后台仍然运行的情况仅限于以下几种：

1，播放音频文件（playing audio）

2，获取定位更新（getting location updates）

3，杂志app中下载新的期刊（downloading new issues for newsstand apps）

4，VoIP 呼叫（handing VoIP calls）

假如你的app没有用到如上任一功能，那么非常不幸运。需要特别注意的是：针对所有的app，在它们真正被挂起之前，有最多10分钟的时间去完成其正在执行的任务。

所以后台模式可能并非如你所愿，但仍请看官细品！

接下来你将学习到，在IOS中5种基本的可用的后台模式。本章你创建的项目是一个基于tabbed的简单应用，每个tab展示了上述5种基本后台模式效果之一，即从‘播放音频’开始到‘接听Voice - over - IP’链接。

赘言不絮，开始正文。

初探--”后台模式“

在深入探讨之前，下面预览下这5种基本后台模式：

1，音频播放：在后台app依然可以播放/录制音频。

2，实时接收定位更新：app依然可以获取设备位置更新的回调。

3，执行一个有限时长的任务：通用的情况，在限定的时间内，app可以运行任意作用的代码。

4，杂志下载：对于杂志类app，允许其在后台下载更新的内容。

5，提供VoIP服务：允许app在后台运行任意作用的代码。当然前提是你的app必须提供了VoIP服务。

本文接下来将依次介绍上述5种后台模式，你若仅对其中的一种或几种模式感兴趣，可以选择阅读。

首先下载本文介绍的项目，本文demo下载链接：sample project   ，你也可以follow该项目的GitHub页面 ，其中有详尽的项目创建过程，尽管本文着重介绍的是后台模式的操作。

好消息：用户接口已经为你预先配置好了，这更有利于专注后台模式的学习。

运行项目，效果如下：

上面的tabs将是本节阐述的引导图。首先我们将进行音频后台模式。

附：为了达到测试的最优效果，你英爱在真机上运行本程序，因为有些后台功能在模拟器上不能阐释的那么完善（甚至完全没有效果）。

音频播放：

在IOS上有若干方法进行音频的播放，这些方法中的多数均要求继承回调来提供后续的音频数据进行播放。回调（如委托方法）即是在适当时间进行某种操作，使用音频流填充缓冲区。

假如打算以数据流方式来进行音频播放，你可以开启一个网络连接，并用该连接回调惊醒持续的数据流接受。

当使能音频后台模式播放时，既是app已经在后台，即不是当前活跃的app，IOS仍然可以调用上述回调方法---就是这样，这是本文介绍的后台模式中的4个之一，音频后台模式几乎是自动完成的，你仅需要激活它，并提供合适的基础操作即可。

仅当你的app是真的提供给用户音频播放功能，你才能使用音频后台模式。若我们抱有侥幸心理，为了获得CPU更多时间而利用该模式播放一段无声的音频，apple将会拒绝此类app。

本节，你将添加音频播放到项目，并开启后台模式演示其效果。

为了实现音频播放，首先需要学习AV Foundation，打开 TBFirstViewController.m文件，添加头文件：

[objc] view plain copy print? <span style="border:0px; font-family:inherit; font-size:16px; font-style:inherit; font-weight:inherit; margin:0px; outline:0px; padding:0px; vertical-align:baseline; color:rgb(110,55,26)">#import <AVFoundation/AVFoundation.h></span>

在viewDidLoad中，添加如下代码：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_1_9508045" name="code" class="objc">// Set AVAudioSession  
2.     NSError *sessionError = nil;  
3.     [[AVAudioSession sharedInstance] setDelegate:self];  
4.     [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&sessionError];  
5.    
6.     // Change the default output audio route  
7.     UInt32 doChangeDefaultRoute = 1;  
8.     AudioSessionSetProperty(kAudioSessionProperty_OverrideCategoryDefaultToSpeaker,  
9.       sizeof(doChangeDefaultRoute), &doChangeDefaultRoute);</pre>  

 

代码初始化了audio session对象，并确定用扬声器来播放而非听筒。

以下变量用来跟踪播放进程：

[objc] view plain copy print?

1. @property (nonatomic, strong) AVQueuePlayer *player;  
2. @property (nonatomic, strong) id timeObserver;  

声明在如下位置：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_3_7916835" name="code" class="objc">@interface TBFirstViewController ()  
2.    
3. // Insert code here  
4.    
5. @end</pre><br><br>  

 

项目开始包含了一个音频文件，来自favorit rotalty-free music websites 。你可以免费使用其中的音频文件，所有的文件由Kevin Macleod 提供，所以，感谢Kevin！

在IOS上播放音乐，一种最简单的方法之一即是应用AV Foundations AVPlayer。 故我们的实例将会使用一个AVPlayer的子类叫做AVQueuePlayer 。AVQueuePlayer允许我们设置一个AVPlayerItems队列，用来依次并自动的播放音频文件。

在viewDidLoad结尾：

[objc] view plain copy print?

1.  <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_4_5899731" name="code" class="objc">NSArray *queue = @[  
2.     [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"IronBacon" withExtension:@"mp3"]],  
3.     [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"FeelinGood" withExtension:@"mp3"]],  
4.     [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"WhatYouWant" withExtension:@"mp3"]]];  
5.    
6.     self.player = [[AVQueuePlayer alloc] initWithItems:queue];  
7.     self.player.actionAtItemEnd = AVPlayerActionAtItemEndAdvance;  
8. </pre><br>  

代码首先创建了一个含有AVPlayerItems对象的数组，接着以该数组初始化AVQueuePlayer对象，并设置其为连续播放。

在播放进程中，为了更新音乐名字，你需要注册监听player的currentItem属性，该功能代码添加至viewDidLoad的结尾：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_5_8342729" name="code" class="objc"> [self.player addObserver:self  
2.                   forKeyPath:@"currentItem"  
3.                      options:NSKeyValueObservingOptionNew  
4.                      context:nil];</pre><br><br>  

 

当player的currentItem属性变化时，将会回调监听事件。添加监听事件到viewDidLoad下面：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_6_1309116" name="code" class="objc">- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(voidvoid *)context  
2. {  
3.     if ([keyPath isEqualToString:@"currentItem"])  
4.     {  
5.         AVPlayerItem *item = ((AVPlayer *)object).currentItem;  
6.         self.lblMusicName.text = ((AVURLAsset*)item.asset).URL.pathComponents.lastObject;  
7.         NSLog(@"New music name: %@", self.lblMusicName.text);  
8.     }  
9. }  
10. </pre><br><br>  

当监听方法被调用时，首先应该确定的是更新的属性是我们需要关注的。但在本例中，因为仅监听一个属性，故判断语句不是必须的。但是判断检测是一个很好的习惯，也是以防后期会添加另外的属性监听。如是‘currentItem’属性变化，测更新lb1MusicName标签。

你或许需要更新当前播放条目的已播时间，实现的最好方法是利用：addPeriodicTimeObserverForInterval：queue：usingBlock：方法，在指定的queue中提供回调block。

在viewDidLoad结尾添加：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_7_5703962" name="code" class="objc">void (^observerBlock)(CMTime time) = ^(CMTime time) {  
2.         NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%02.2f", (float)time.value / (float)time.timescale];  
3.         if ([[UIApplication sharedApplication] applicationState] == UIApplicationStateActive) {  
4.             self.lblMusicTime.text = timeString;  
5.         } else {  
6.             NSLog(@"App is backgrounded. Time is: %@", timeString);  
7.         }  
8. };  
9.    
10.     self.timeObserver = [self.player addPeriodicTimeObserverForInterval:CMTimeMake(10, 1000)  
11.                                                                   queue:dispatch_get_main_queue()  usingBlock:observerBlock];</pre><br><br>  

 

首先创建一个block，当时间更新时，它将被调用。假如你对block不熟悉，可以阅读：How to User Blocks in IOS5 tutorial 。该block基于app的状态，创建一个显示音乐播放时间的字串。

在此之后，便是调用-（id）addPeriodicTimeObserverForInterval：（CMTime）interval queue：（dispatch_queue_t）queue usingBlock：（void（^）（CMTime time））block 开始获取更新信息。

附：关于app的状态

你的app始终处在以下5种状态的其中之一，概要如下：

Not running：app在启动前在此状态

Active：一旦app开启，即此状态

Inactive：app在运行时有事件中断它的执行，比如一个电话呼叫到来，它将进入该状态。inactive意味着app仍然在前台运行但却不接收事件。

Backgrounded：此状态，app不在前台，但其仍能执行代码

Suspended：当不执行代码时，app即进入该状态

若你希望了解上述状态的更详尽信息，请移步apple官网：App States and Multitasking。

通过调用[[UIApplication sharedApplication]applicationState]来检测app的状态，不过要注意的是你仅可以获取以下3种状态之一：

UIApplicationStateActive；UIApplicationStateInactive；UIApplicationStateBackground。suspended和not running很明显不可能在运行代码期间检测到，所以没有它们无对应的值。

返回代码，加入app处在active状态，你需要更新label标签，否则，将更新信息打印到控制台即可。在后台状态时仍需要更新label标签，但现在需要演示的是app进入后台后，仍能接收回调。

现在要做的是完成play/pause按钮的工作，即实现didTapPlayPause方法，添加该方法至TBFirstViewController.m中：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_8_4733633" name="code" class="objc">- (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender  
2. {  
3.     self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;  
4.     if (self.btnPlayPause.selected)  
5.     {  
6.         [self.player play];  
7.     }  
8.     else  
9.     {  
10.         [self.player pause];  
11.     }  
12. }  
13. </pre><br><br>  

所有代码完成，运行之：

点击‘player’按钮，音乐将起，good。

现在我们来测试下后台模式的工作情况，点击home（模拟器：Cmd+shift+H）后，但是此刻音乐也随之停止了。为什么？因为还有关键的一块没有完成。

大多数后台模式（除了3，有限时长任务外），你需要在info.plist中添加一个key，来声明该app在后台时要运行代码。

返回Xcode，操作以下：

1，点击项目

2，点击info

3，点击“+”

4，在出现的列表中，选择‘Required Background Modes’

当选择了4中的条目后，Xcode将会在该条目下创建一个数组，并含有一个空条目。点击该子条目右侧，并选择‘App plays audio’。在显示的列表中，课余ikandao所有本文介绍的后台模式，当然也包含一些基于某些硬件的条目信息。

再次运行项目，播放音乐，然后点击‘Home’键，app进入后台，但音乐照就播放了。

假如仍然没有出现上述效果，可能是因为你用的是模拟器，试着用真机测试，应该没问题。

你也可以通过查看在Xcode控制台的时间更新来证明在后台app仍是工作的。

GitHub上关于本后台模式的演示项目：BackgroundMusic

2，实时接收定位更新

在定位后台模式中，即便app处在后台模式，它仍能根据定位委托事件来接收用户的位置更新信息。

需要提醒的是：仅当你的app确实能够根据后台定位来提供有益于用户的价值，才可使用该模式。否则，你用了该模式，但对apple看来，用户毫无获益，你的app将会被拒。有时apple也会要求你在app添加一段警告，即告知用户你的app会增加电池的使用量。

演示项目的第二个tab就是关于定位更新的。打开TBSecondViewController.m文件，将以下声明

[objc] view plain copy print?

1. @property (nonatomic, strong) CLLocationManager *locationManager;  
2. @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *locations;  

添加在：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_10_7144394" name="code" class="objc">@interface TBSecondViewController ()  
2.    
3. // add code here  
4.    
5. @end</pre><br><br>  

中。

CLLocationManager用来获取设备的定位更新信息。

loactions数组用来存贮多个将被标记到map上的位置信息。

在viewDidLoad末尾添加：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_11_5127291" name="code" class="objc">self.locations = [[NSMutableArray alloc] init];  
2.         self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];  
3.         self.locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;  
4.         self.locationManager.delegate = self;</pre><br><br>  

 

将保存位置更新信息的数组初始化。

初始化CLLocationManager对象，并设置其精度（这个可以根据需要设置其值，接下来将会介绍更多的精度设置）属性。

完成方法：

[objc] view plain copy print? <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_12_7918953" name="code" class="objc">- (IBAction)accuracyChanged:(id)sender   {       const CLLocationAccuracy accuracyValues[] = {           kCLLocationAccuracyBestForNavigation,           kCLLocationAccuracyBest,           kCLLocationAccuracyNearestTenMeters,           kCLLocationAccuracyHundredMeters,           kCLLocationAccuracyKilometer,           kCLLocationAccuracyThreeKilometers};           self.locationManager.desiredAccuracy = accuracyValues[self.segmentAccuracy.selectedSegmentIndex];   }   </pre><br><br>

accuracyValue数组包含CLLocationManager的desireAccuracy属性中所有可能的值。

或许你认为这是很笨拙的方法，为什么不能将accuracy属性一直设置为最高精度呐？这是因为考虑到电量的消耗。精度越低，电量使用越少。

所以综上，当你的app不需要精度太高时，尽量选择精度和你需求的最接近的值即可。你也可以根据需要随时修改它。

不考虑desiredAccuracy的值distanceFilter时，还有一个属性用来控制app多久进行一次定位更新。当设备移动达到一定的距离时（m），该属性来控制locationManager接收定位更新。为了节省电量，该属性应该在满足要求情况下，越高越好。

添加如下代码来开始获取/暂停定位更新;

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_13_1441747" name="code" class="objc">- (IBAction)enabledStateChanged:(id)sender  
2. {  
3.     if (self.switchEnabled.on)  
4.     {  
5.         [self.locationManager startUpdatingLocation];  
6.     }  
7.     else  
8.     {  
9.         [self.locationManager stopUpdatingLocation];  
10.     }  
11. }</pre><br><br>  

 

在xib文件中有UISwitch控件，并链接至该方法，以开启/关闭定位追踪。

实现CLLocationManagerDelegate方法，来获取更新的信息：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_14_4233409" name="code" class="objc">#pragma mark - CLLocationManagerDelegate  
2.    
3. /* 
4.  *  locationManager:didUpdateToLocation:fromLocation: 
5.  * 
6.  *  Discussion: 
7.  *    Invoked when a new location is available. oldLocation may be nil if there is no previous location 
8.  *    available. 
9.  * 
10.  *    This method is deprecated. If locationManager:didUpdateLocations: is 
11.  *    implemented, this method will not be called. 
12.  */  
13. - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager  
14.     didUpdateToLocation:(CLLocation *)newLocation  
15.            fromLocation:(CLLocation *)oldLocation  
16. {  
17.     // Add another annotation to the map.  
18.     MKPointAnnotation *annotation = [[MKPointAnnotation alloc] init];  
19.     annotation.coordinate = newLocation.coordinate;  
20.     [self.map addAnnotation:annotation];  
21.    
22.     // Also add to our map so we can remove old values later  
23.     [self.locations addObject:annotation];  
24.    
25.     // Remove values if the array is too big  
26.     while (self.locations.count > 100)  
27.     {  
28.         annotation = [self.locations objectAtIndex:0];  
29.         [self.locations removeObjectAtIndex:0];  
30.    
31.         // Also remove from the map  
32.         [self.map removeAnnotation:annotation];  
33.     }  
34.    
35.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
36.     {  
37.         // determine the region the points span so we can update our map‘s zoom.  
38.         double maxLat = -91;  
39.         double minLat =  91;  
40.         double maxLon = -181;  
41.         double minLon =  181;  
42.    
43.         for (MKPointAnnotation *annotation in self.locations)  
44.         {  
45.             CLLocationCoordinate2D coordinate = annotation.coordinate;  
46.    
47.             if (coordinate.latitude > maxLat)  
48.                 maxLat = coordinate.latitude;  
49.             if (coordinate.latitude < minLat)  
50.                 minLat = coordinate.latitude;  
51.    
52.             if (coordinate.longitude > maxLon)  
53.                 maxLon = coordinate.longitude;  
54.             if (coordinate.longitude < minLon)  
55.                 minLon = coordinate.longitude;  
56.         }  
57.    
58.         MKCoordinateRegion region;  
59.         region.span.latitudeDelta  = (maxLat +  90) - (minLat +  90);  
60.         region.span.longitudeDelta = (maxLon + 180) - (minLon + 180);  
61.    
62.         // the center point is the average of the max and mins  
63.         region.center.latitude  = minLat + region.span.latitudeDelta / 2;  
64.         region.center.longitude = minLon + region.span.longitudeDelta / 2;  
65.    
66.         // Set the region of the map.  
67.         [self.map setRegion:region animated:YES];  
68.     }  
69.     else  
70.     {  
71.         NSLog(@"App is backgrounded. New location is %@", newLocation);  
72.     }  
73. }</pre><br><br>  

 

本文并非关于专注位置相关技术，故简要说明：当app是active时，将依据位置信息更新地图；app是background时，只将位置更新信息打印到Xcode的控制台上。

接下来我们来修改info.plist，以支持后台模式，别重蹈覆辙。添加另外一个条目（‘app register for location updates’）至数组，app便会在进入后台后，仍能继续接收位置更新信息。

运行项目，并切换至第二个tab，讲switch控件置为‘ON’状态。

当app首次运行时，将会弹出一个对话框提示是否允许该app访问location定位服务。点击ok并移动设备，你应该看到位置更新情况，在模拟器上也可以模拟。

大致效果如下：

点击Home键，将app置于后台，移动设备，可以看到在控制台上输出更新信息。片刻，将app置于前台，将会看到所有的地图标注pins都更新为后台获取的新的位置。

假如应用模拟器，可以模拟移动效果，工具如图：

将location设置为Freeway Drive，点击home键。当你定位到一加州高速路上时，将会看到控制台上打印出来的信息。

有关该模式的演示代码：BackgroundLocation 。

第三个tab即第三种后台模式

有限时长的后台任务（performing finite-Length Tasks --or，whatever）

这个模式官方称谓叫‘Executing a finite-Length Task in the background’，简称为‘whatever’。

从技术上讲，这不是一个后台模式，因为你不需要在info.plist文件中声明你要用这种后台模式。而是依据一个API，当app进入后台后，在有限的时间内允许执行任意的代码。

比如，你可以应用此模式完成一个上传或者下载任务。形如你创建了一个图片分享app（或者其它），用户选择了一个图片，并切离该app，可能没有时间去将图片传至服务器上，但是利用此模式的API，你将获取一定CPU时间来完成上传。

上述只是一例，该后台执行代码是任意的，你可以利用此API去做任何事。执行很复杂的运算，给图片添加过滤器，渲染一个3D等等。但是需要注意的是你仅获得有限的时间，而非无限制的。

app进入后台后，这个执行时间有多长，将取决于IOS。获取的时长不确定，但是你可以一直检测着UIApplication的backgroundTimeRemaning属性，它讲告诉你还剩有多久。

普遍但非经API文档说明，你可能有10分钟的时间--所以不要依赖这个数字，你也可能只获得5分钟甚至于5秒都有可能，故app需要时刻做好任何可能的打算。

下面是一个普通任务：广为熟知的斐波拉切数列FibonacciSequence。下面将演示在后台进行运算。

打开TBThirdViewController.m文件，添加属性：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_15_9151642" name="code" class="objc">@property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *previous;  
2. @property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *current;  
3. @property (nonatomic) NSUInteger position;  
4. @property (nonatomic, strong) NSTimer *updateTimer;  
5. @property (nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundTask;</pre><br><br>  

 

到

[objc] view plain copy print?

1. @interface TBThirdViewController ()  
2.    
3. // add code here  
4.    
5. @end  

中。

NSDecimalNumber将持有数列中2个上次的值，NSDecimalNumber对象可保存非常大的数，所以此处应用非常适合。

position计数器，在序列中告知你当前数的位置。

应用updateTimer演示持续计算过程，并能减缓计算过程，以方便观察。

加如下代码至viewDidLoad结尾：

[objc] view plain copy print?

1. self.backgroundTask <span style="border:0px; font-family:inherit; font-style:inherit; font-weight:inherit; margin:0px; outline:0px; padding:0px; vertical-align:baseline; color:rgb(0,34,0)">=</span> UIBackgroundTaskInvalid;  

 

关键：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_17_482609" name="code" class="objc">- (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender  
2. {  
3.     self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;  
4.     if (self.btnPlayPause.selected)  
5.     {  
6.         self.previous = [NSDecimalNumber one];  
7.         self.current  = [NSDecimalNumber one];  
8.         self.position = 1;  
9.    
10.         self.updateTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5  
11.                                                             target:self  
12.                                                           selector:@selector(calculateNextNumber)  
13.                                                           userInfo:nil  
14.                                                            repeats:YES];  
15.    
16.         self.backgroundTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{  
17.             NSLog(@"Background handler called. Not running background tasks anymore.");  
18.             [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];  
19.             self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;  
20.         }];  
21.     }  
22.     else  
23.     {  
24.         [self.updateTimer invalidate];  
25.         self.updateTimer = nil;  
26.         if (self.backgroundTask != UIBackgroundTaskInvalid)  
27.         {  
28.             [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];  
29.             self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;  
30.         }  
31.     }  
32. }</pre><br><br>  

 

详解上述代码，探讨如何使用API的。

通过切换按钮的selected属性来决定是否进行计算，或者准备开始或者结束。

首先设置数列，接着创建NSTimer，并开启，使之每隔0.5秒执行一次calculateNextNumber方法。

下面即是最精要代码：调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander：方法，告知IOS一旦app进入后台，将需要更多的时间来完成某些操作。调用之后，app若进入后台，仍获取部分CPU时长，直至调用endBackgroudTask：方法。

当然，如你不调用endBackgroudTask：方法，经过一段的后台时长，IOS将调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander中定义的Block，让你结束正在执行的代码，所以此处是调用endBackgroudTask的好地方，告知IOS已经完成相关功能。若你不理会此方法的调用，依然执行代码的话，app将会被强制终止。

if之后使timer无效（invalidates）：并调用endBackgroudTask：方法告知IOS不再需要额外的后台时间。

每次调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander时调用endBackgroudTask：是很重要的。假如调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander两次，而只调用endBackgroudTask一次，app将仍请求有CPU时间，直到用第二次backgroundtask的值再一次调用endBackgroudTask为止。这也是需要background值的原因。

补全代码：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_18_6862322" name="code" class="objc">- (void)calculateNextNumber  
2. {  
3.     NSDecimalNumber *result = [self.current decimalNumberByAdding:self.previous];  
4.    
5.     if ([result compare:[NSDecimalNumber decimalNumberWithMantissa:1 exponent:40 isNegative:NO]] == NSOrderedAscending)  
6.     {  
7.         self.previous = self.current;  
8.         self.current  = result;  
9.         self.position++;  
10.     }  
11.     else  
12.     {  
13.         // This is just too much.... Let‘s start over.  
14.         self.previous = [NSDecimalNumber one];  
15.         self.current  = [NSDecimalNumber one];  
16.         self.position = 1;  
17.     }  
18.    
19.     NSString *currentResultLabel = [NSString stringWithFormat:@"Position %d = %@", self.position, self.current];  
20.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
21.     {  
22.         self.txtResult.text = currentResultLabel;  
23.     }  
24.     else  
25.     {  
26.         NSLog(@"App is backgrounded. Next number = %@", currentResultLabel);  
27.         NSLog(@"Background time remaining = %.1f seconds", [UIApplication sharedApplication].backgroundTimeRemaining);  
28.     }  
29. }</pre><br><br>  

 

此处比较有意思的是backgroundTimeRemaining的值。此代码仅当调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的block时才停止。

运行项目，并切换至第三个tab。

点击开始，查看app计算情况。点击home键，查看控制台输出情况，you should see the app still updating the numbers while the time remaining goes down。

在大多数情况下，这个后台时长始以600s（10分钟）到最低5s。当时长达到5s即过期时（也可能是其它时长），过期block将被调用，app停止输出信息。此时返回app，timer将重新运行。

在上面代码中仅有一个bug，由此可以解释什么是‘后台通知’。

假设将app置于后台，知道过期，app将调用过期block，并执行endBackgroudTask。结束后台时间需求。

此刻再次重回app，timer将继续fire。但再次置于后台，将不会再有后台时长。这是为什么？因为在过期后和再次进入后台时没有再次调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander。

有多种解决方式来修正此bug，其中之一是利用app状态更改监听来更正之。

2种获取状态更改通知：

1，通过main app delegate方法。

2，监听IOS发送来的监听事件。

UIApplicationWillResignActiveNotification和applicationWillResignActive：当app将要置为inactive状态时，前者将被sent，后者将被调用。此时，app尚未进入后台--仍是前台app但不会接收任何UI事件。

UIApplicationDidEnterBackgroundNotification和applicationDidEnterBackground：app置为后台时将被sent和调用。此时，app不再active，并且这是最后运行代码的机会。这也是调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的执行时间，若想获得更多的CPU时长的话。

UIapplicationWillEnterForegroundNotification和applicationWillEnterForeground：app将至active状态时将被sent和调用。app此时仍在后台，但你已经可以开始你要做的代码了。也是调用endBackgroudTask的好时刻，若是在进入后台时调用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的话。

UIApplicationDidBecomeActiveNotification和applicationDidBecomeActive：在上面的事件发生后，自后台后，将被sent和调用；或者在app被临时中断后，比如一个电话呼叫。并非真正的进入后台，将会收到UIApplicationWillResignActiveNotification监听事件。

你可以在apple文档中查看上述流程的图列：App States and Multitasking 。

下一部分将会介绍如何使用这些监听，解决beginBackgroundTaskWithExpirationHander 的bug将留为一个课后联系。

演示代码：BackgroundWhatever 。

杂志下载

在IOS5中，apple介绍了杂志API：允许建立杂志类报纸类的app，并且具有一些别于其它app的特性。用杂志API创建的app在安装到原生杂志app里以前它不具有app icon的。

杂志后台模式非常便于杂志类app。他提供了一个API集来使app下载大文件（一般为期刊杂志）变得容易。即使你的app不是在active状态，它也支持下载知道完成。

附：如果你想更具体了解杂志类app，IOS5 by Tutorials有相关的章节。

实例项目的xib中，在UIWebView控件上有一个载有URL的UITextField，默认的URL为：https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ProgrammingWithObjectiveC/ProgrammingWithObjectiveC.pdf

这个一个PDF的链接文件，方便展示app进入后台后，仍然可以继续下载的效果。其他的大文件下载链接亦可。

开始在TBFourthViewController.m文件中添加2个属性：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_19_941523" name="code" class="objc">@property (nonatomic, strong) NKIssue *currentIssue;  
2. @property (nonatomic, strong) NSString *issueFilename;</pre><br><br>  

 

完善UITextFieldDelegate方法，响应编辑好textfiled，并点击return后的操作：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_20_5336369" name="code" class="objc">#pragma mark - UITextFieldDelegate  
2.    
3. - (BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField  
4. {  
5.     self.webView.hidden = YES;  
6.     self.progress.progress = 0.0f;  
7.     self.progress.hidden = NO;  
8.    
9.     NKLibrary *library = [NKLibrary sharedLibrary];  
10.     for (NKIssue *issue in [library.issues copy])  
11.     {  
12.         [library removeIssue:issue];  
13.     }  
14.     self.currentIssue = [library addIssueWithName:@"test" date:[NSDate date]];  
15.    
16.     NSURL *downloadURL = [[NSURL alloc] initWithString:self.txtURL.text];  
17.     NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:downloadURL];  
18.     NKAssetDownload *assetDownload = [self.currentIssue addAssetWithRequest:request];  
19.     [assetDownload downloadWithDelegate:self];  
20.     [textField resignFirstResponder];  
21.     return YES;  
22. }</pre><br><br>  

 

首先讲webView隐藏，并显示置零的progress。

NKLibrary提供一个单例来管理app中杂志/报纸的issues。利用它来创建NKIssue对象。

移除所有现存的issue以防添加issue时出现重名错误。

创建issue，命名。在真实的生产环境下，名称需是唯一，issue名称或者号码序列。

以textfield的值建立NSURL对象，并创建NSURLRequest，将其添加至NKIssue对象中，返回NKAssetDownload对象，开启下载任务，并设置self为delegate。

实现NSURLConnection的一个委托方法（可选），即用于接收下载的进度：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_21_3667929" name="code" class="objc">#pragma mark - NSURLConnectionDownloadDelegate  
2.    
3. - (void)connection:(NSURLConnection *)connection  
4.       didWriteData:(long long)bytesWritten  
5.  totalBytesWritten:(long long)totalBytesWritten  
6. expectedTotalBytes:(long long)expectedTotalBytes  
7. {  
8.     float progress = (float)totalBytesWritten / (float)expectedTotalBytes;  
9.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
10.     {  
11.         self.progress.progress = progress;  
12.     }  
13.     else  
14.     {  
15.         NSLog(@"App is backgrounded. Progress = %.1f", progress);  
16.     }  
17. }  
18.    
19. - (void)connectionDidFinishDownloading:(NSURLConnection *)connection  
20.                         destinationURL:(NSURL *)destinationURL  
21. {  
22.     self.issueFilename = destinationURL.pathComponents.lastObject;  
23.     NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
24.    
25.     [[NSFileManager defaultManager] moveItemAtURL:destinationURL  
26.                                             toURL:fileURL  
27.                                             error:nil];  
28.    
29.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
30.     {  
31.         self.webView.hidden = NO;  
32.         self.progress.hidden = YES;  
33.         NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
34.         [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];  
35.     }  
36.     else  
37.     {  
38.         NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");  
39.     }  
40. }</pre><br><br>  

 

第一个方法在下载数据有更新时被调用。不需要太多操作，OS进行下载数据，app只要赶住UI更新即可，当然区分app处的状态。

第二个方法是当下载完成时被调用。然后将下载的文件迁移到NewsstandAPI期望的目录下。并且当设备空间不足时允许API进行删除老的issues。

文件迁移之后，当app为active时更新UI，否则打印至控制台上。

但当app处后台时，下载完成，将如何处理？webVIew不会更新PDF。我们可以利用监听事件来时刻关注上述问题。

首先在上述方法中找到并提取出更新代码，避免重复代码（时刻铭记保持代码DRY），在本m文件的任何地方添加如下方法：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_22_4507744" name="code" class="objc">- (void)updateWebView  
2. {  
3.     self.webView.hidden = NO;  
4.     self.progress.hidden = YES;  
5.     NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
6.     [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];  
7. }</pre><br><br>  

从connectionDidFinishDownloading：destinationURL：移除多余代码，使之为下：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_23_8063557" name="code" class="objc">if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
2.     {  
3.         [self updateWebView];  
4.     }  
5.     else  
6.     {  
7.         NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");  
8.     }</pre><br><br>  

 

添加如下方法，当app为active状态时调用

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_24_9775424" name="code" class="objc">- (void)appBecameActive  
2. {  
3.     if (self.currentIssue && self.currentIssue.downloadingAssets.count == 0 && self.webView.hidden)  
4.     {  
5.         [self updateWebView];  
6.     }  
7. }</pre><br><br>  

最后，在viewDidLoad最后添加：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_25_5075342" name="code" class="objc"> [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self  
2.                                              selector:@selector(appBecameActive)  
3.                                                  name:UIApplicationDidBecomeActiveNotification  
4.                                                object:nil];</pre><br><br>  

 

无论何时添加监听，不要忘记对应的添加移除操作，在dealloc中：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_26_7202696" name="code" class="objc">- (void)dealloc  
2. {  
3.    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];  
4. }</pre><br><br>  

 

最后一步，在info.plst中添加键值。这次需要2个键值对来使app成为一个杂志类app。

在Required background modes数组下添加：

接着创建一个新的key，并选择application presents content in Newsstand，在value中改为boolean属性，并设置为YES：

运行之，效果：

ok，它在前台工作很好，但是它还未经真实的测试。

重新运行，在下载时点击HOME，将看到打印到控制台的信息，重回APP，将看到webview已经更新PDF，ok，正确。

假如网络很好的情况下，可能还没有来得及看到控制台的信息，下载过程就很快完成了。这种情况，你可以在设备上运行该app，并使用较大文件下载，或者将网络调至成较差的情况。

需要注意的是你的app并不含有一个正规的icon图片，它是在newsstandAPP中的并且有个默认的杂志icon。

演示项目：BackgroundNewsstand。

5，提供VoIP服务

最后一个是一个强大的后台模式，它允许你的APP在后台时运行任意代码。这个后台模式相较‘任意时长（whatever）’的更好，因为它没有时长限制即不限时。

更重要的，app若崩溃或者重启设备，APP仍然自动在后台运行。good。

当然，使用它的前提是：你的APP必须提供给用户VoIP功能才可以，否则，apple将会拒掉。

VoIP app的创建超出本文所述，但我会阐述基本。

VoIP：Voice over IP或者网络电话。本文中，你将建立一个简单app并链接至服务器，在后台时仍保持链接，app接收讯息时回调。

打开TBFifthViewController.m文件，添加如下属性声明：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_27_3582409" name="code" class="objc">@property (nonatomic, strong) NSInputStream *inputStream;  
2. @property (nonatomic, strong) NSOutputStream *outputStream;  
3. @property (nonatomic, strong) NSMutableString *communicationLog;  
4. @property (nonatomic) BOOL sentPing;</pre><br><br>  

 

在@implementation TBFifthViewController之前，定义字串常量，在链接中会用到：

 

[objc] view plain copy print?

1. const uint8_t pingString[] = "ping\n";  
2. const uint8_t pongString[] = "pong\n";  

下面是一个简便方法添加到TextView上的。用它来判断是否链接完成，是否中断或者接收到讯息。

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_29_6308815" name="code" class="objc">- (void)addEvent:(NSString *)event  
2. {  
3.     [self.communicationLog appendFormat:@"%@\n", event];  
4.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
5.     {  
6.         self.txtReceivedData.text = self.communicationLog;  
7.     }  
8.     else  
9.     {  
10.         NSLog(@"App is backgrounded. New event: %@", event);  
11.     }  
12. }</pre><br><br>  

 

app是active时其追加字串并更新UI，否则处在后台模式时仅打印在控制台上。

下面方法在用户点击连接按钮时调用：

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_30_4291711" name="code" class="objc">- (IBAction)didTapConnect:(id)sender  
2. {  
3.     if (!self.inputStream)  
4.     {  
5.         // 1  
6.         CFReadStreamRef readStream;  
7.         CFWriteStreamRef writeStream;  
8.         CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)(self.txtIP.text), [self.txtPort.text intValue], &readStream, &writeStream);  
9.    
10.         // 2  
11.         self.sentPing = NO;  
12.         self.communicationLog = [[NSMutableString alloc] init];  
13.         self.inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *)readStream;  
14.         self.outputStream = (__bridge_transfer NSOutputStream *)writeStream;  
15.         [self.inputStream setProperty:NSStreamNetworkServiceTypeVoIP forKey:NSStreamNetworkServiceType];  
16.    
17.         // 3  
18.         [self.inputStream setDelegate:self];  
19.         [self.outputStream setDelegate:self];  
20.         [self.inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];  
21.         [self.outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];  
22.    
23.         // 4  
24.         [self.inputStream open];  
25.         [self.outputStream open];  
26.    
27.         // 5  
28.         [[UIApplication sharedApplication] setKeepAliveTimeout:600 handler:^{  
29.             if (self.outputStream)  
30.             {  
31.                 [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];  
32.                 [self addEvent:@"Ping sent"];  
33.             }  
34.         }];  
35.     }  
36. }</pre><br><br>  

 

看起来有点复杂，因为创建了2条stream。

1，应用CFStreamCreatePairWithSocketToHost方法是最简便的方式，意味着此后更多的桥接（bridging）可以应用NSInputStream和NSOutputStream类。

2，以CFStreamCreatePairWithSocketToHost创建2个stream对后，将它们转换成oc类，setProperty：forKey方法调用非常重要，由此告知OS，app在后台时，链接仍需保持。该设置只需在input stream完成即可。

3，设置s2个tream的委托对象为self，并将runloop设置为main runloop。OS需要确定委托方法需要在哪个runloop下被调用，本例中最适合的runloop便是和app主线程相关的。为了在接收到信息后更新UI，故需要设置在main runloop中。

4，设置好后，开启2个stream。

5，调用setKeepAliveTimeout：handler：，app在后台时将会定期调用handler。运行在其中做任何事情，但是它应当用于发送‘ping’到服务器，来保持链接可用。上述代码设置为每隔10 min进行ping操作（文档所示的最小值）。在此唯一做的便是ping服务器，并打印输出。

添加stream委托事件来接收链接更新：

 

[objc] view plain copy print?

1. <pre code_snippet_id="268909" snippet_file_name="blog_20140401_31_2623271" name="code" class="objc">#pragma mark - NSStreamDelegate  
2.    
3. - (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode  
4. {  
5.     switch (eventCode) {  
6.         case NSStreamEventNone:  
7.             // do nothing.  
8.             break;  
9.    
10.         case NSStreamEventEndEncountered:  
11.             [self addEvent:@"Connection Closed"];  
12.             break;  
13.    
14.         case NSStreamEventErrorOccurred:  
15.             [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Had error: %@", aStream.streamError]];  
16.             break;  
17.    
18.         case NSStreamEventHasBytesAvailable:  
19.             if (aStream == self.inputStream)  
20.             {  
21.                 uint8_t buffer[1024];  
22.                 NSInteger bytesRead = [self.inputStream read:buffer maxLength:1024];  
23.                 NSString *stringRead = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer length:bytesRead encoding:NSUTF8StringEncoding];  
24.                 stringRead = [stringRead stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet newlineCharacterSet]];  
25.    
26.                 [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Received: %@", stringRead]];  
27.    
28.                 if ([stringRead isEqualToString:@"notify"])  
29.                 {  
30.                     UILocalNotification *notification = [[UILocalNotification alloc] init];  
31.                     notification.alertBody = @"New VOIP call";  
32.                     notification.alertAction = @"Answer";  
33.                     [[UIApplication sharedApplication] presentLocalNotificationNow:notification];  
34.                 }  
35.                 else if ([stringRead isEqualToString:@"ping"])  
36.                 {  
37.                     [self.outputStream write:pongString maxLength:strlen((char*)pongString)];  
38.                 }  
39.             }  
40.             break;  
41.    
42.         case NSStreamEventHasSpaceAvailable:  
43.             if (aStream == self.outputStream && !self.sentPing)  
44.             {  
45.                 self.sentPing = YES;  
46.                 if (aStream == self.outputStream)  
47.                 {  
48.                     [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];  
49.                     [self addEvent:@"Ping sent"];  
50.                 }  
51.             }  
52.             break;  
53.    
54.         case NSStreamEventOpenCompleted:  
55.             if (aStream == self.inputStream)  
56.             {  
57.                 [self addEvent:@"Connection Opened"];  
58.             }  
59.             break;  
60.    
61.         default:  
62.             break;  
63.     }  
64. }</pre><br><br>  

 

该方法涵盖了链接中所有可能的事件，大多数是简单的自我说明的。

NSStreamEventHasBytesAvailable：一般发生在inputstream中，但是你必须要检测。读取数据至字串中，消去换行符等，打印出来。

附：如果事件是‘notify’，创建一个本地通知。在真实的VoIP中，该行为应是对应一个接入呼叫。即使在后台，本地通知亦展示出来。

如果是‘ping’，应该回应服务器‘pong’。

NSStreamEventHasSpaceAvailable：输出的数据为空，仅当首次接收到时，发送ping。

然后打开info.plist文件，在Required background Modes数组下添加App provides Voice over IP services：

运行项目前，需要一个测试服务器。你可以应用mac已有的工具，叫做netcat。可以实现简单的基于文本的服务器。

打开终端，键入：

[text] view plain copy print?

1. nc -l 10000  

 

命令开始了一个在端口10000上运行的服务器，并开启监听链接，返回Xcode，运行项目：

若在模拟器上运行，可以设置地位为127.0.0.1，若真机测试，应找出测试mac的ip地址。

点击connect，链接正常开始的话，可以看到控制台的输出：

如果要测试通知命令，需要在真机上测试。有关通知的内容目前在模拟器上无法测试。

点击HOME进入后台，在终端发送ping，你仍可在控制台输出中看到pong的回应。、

如果运行在真机上，当app是后台模式时，试着发送nitify命令给它，可以看到：

演示项目：backgroundVoIP 。

何去何从？

你可下载关于本文的所有的资源文件：full Project。

若想阅读关于本文技术相关的apple文档，请移步：Background Execution and multitasking 。文档很好的的解释了每个后台模式，每个部分均有合适的外链文档。

本文特别值得关注的是：being a responsible background app。在发布你的具有后台模式的app之前，有一些可行/不可行的细节。

全部项目在my GitHub，下载，fork，并修复相关bug，祝愉快。

 

参考资料(戳这里)：

>>  http://blog.csdn.net/chowpan/article/details/22417247