iOS后台运行机制-实践总结

Posted 2020-07-06 木子丶礼

　　从2015年，接触到的项目里，就会有这样的需求：APP需要像android那样，在后台状态下，执行正常的功能。到现在已经一年多了吧，一直在研究这个方面，写下一些心得，希望与大家共同交流探讨。

　　首先，我们要知道，苹果对APP占用硬件资源管的很严，更不要说应用后台时候的资源占用了。正常情况下，使用应用时，APP从硬盘加载到内存，开始工作；当用户按下home键，APP便被挂起，依然驻留在内存中，这种状态下，不调用苹果已开放的几种后台方法，程序便不会运行；如果在这个时候，使程序继续运行，则为后台状态；如果当前内存将要不够用时，系统会自动把之前挂起状态下的APP请出内存。所以我们看到，有些时候打开APP时，还是上次退出时的那个页面那些数据，有时则是重新从闪屏进入。

　　这样，就知道了后台运行最大的前置条件——APP处于内存中的挂起状态。

　　然后，再来看看上面说到的苹果已开放的后台运行方法。先看这张图

　　

　　很明显，我们项目里能用的机制就这么多，Background Audio，这是后台的音频，这个很早之前便有，可以实现后台的声音播放。去年的项目里用它在后台一直播放没有声音的文件，结果审核失败。

　　在这里说一下去年做的那个项目的需求，用户类型A可以在任何时刻查看用户类型B的地理位置。这个功能有点像iPhone上的『查找朋友』，不知道的朋友请自行了解（想知道你的朋友在哪里吗，想知道你的另一半在哪里吗，对了，就用它）；A想看B的时候，B需要上传自己的当前位置给服务器；先不考虑APP在挂起状态怎么做，先说APP在活动状态下，服务器想和客户端进行通信，告诉客户端要上传自己的位置了，这种服务器主动通信，常用到的就是socket和推送通知。我决定用推送，在APP收到来自APNS的推送时，就进行定位并上传。

　　然而，按下home键进入挂起状态时，程序是不会执行的，所以也获取不到B的位置。BOSS大为恼火，Android分分钟干完的事，你怎么就搞不定呢（脑补：再搞不出来就滚蛋）。

　　当时第一次接触苹果这些后台机制，探索之路弯弯曲曲，就不一一表述了。最后用静默推送解决了这个问题：Remote Notification！原理非常简单，不过苹果的初衷不是让我这样用的……，说一下这个机制的应用场景：以往聊天类应用接受推送后点进去需要再收一次信息，这情况在QQ、微信等应用上最为明显。不过拥有了这个接口后，这情况将不复存在，以后推送将能够直接启动后台任务，在后台就已经接收到信息，点开APP不需要去拉取。

　　so，在A查看B位置的时候，给B一条静默推送，B在后台定位并上传信息。这个唤起时间比较短，在3-5秒左右，有时候B网络不好，没有上传成功就又被挂起了，就需要重复进行。这个机制添加方法和推送一样，只有一点区别，就是委托方法不同。普通推送会执行这个回调：

1 - (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo {
2 
3     DDLogDebug(@"[普通推送]%@", userInfo);
4 }

　　而勾选住上面那个推送唤醒，就会回调这个方法：

1 - (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo fetchCompletionHandler:(void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler {
2     DDLogDebug(@"[后台推送]%@", userInfo);
3     completionHandler(UIBackgroundFetchResultNewData);
4 }

　　可以在这个回调里，调用定位请求之类的。

　　本以为解决了问题，BOSS试了，也觉得可以。就喜滋滋的等着升职加薪走上人生巅峰，咳咳，又做梦了。

　　"咋么回事呃，现在又定不到位了，赶紧搞好"还没到两个小时，BOSS气呼呼的跑过来喷了一顿。说完之后的0.01秒，我就知道是怎么回事了，"听我解释啊，老板"还没说出口，他就摔门而出，留下欲哭无泪的我。只有两个原因，一、APP被人为上划kill掉；二、APP被系统回收了，kill 了。

　　就酱，明知山有虎，偏向虎山行。为了不让系统回收APP，我非常强硬的，加上了Background Audio。结果可想而知，被拒绝的同时，收到一封英文邮件，问我为什么这样做，如有异议，可提出。哎，总算松了一口气，可以离职了（个人原因）。

　　换了公司，需求也不一样了，APP需要每五秒和服务器进行一次数据交换；以下，用到的是VoIP。

　　刚开始的时候，推送唤醒机制还可以，不过林子大了什么鸟都有，一样的型号一样的设置，有台iPhone就是唤醒不了，只能尝试新方法。想起QQ语音时，切到后台依然可以通话，我想，就是它了。VoIP：后台语音服务，类似Skype通话应用需要调用，可进行后台的语音通话。既然是语音通话，那么肯定是常连接，于是，有了以下代码。

 1 @implementation NSStream(StreamsToHost)
 2 
 3 + (void)getStreamsToHostNamed:(NSString *)hostName
 4                          port:(UInt32)port
 5                   inputStream:(out __strong NSInputStream **)inputStreamPtr
 6                  outputStream:(out __strong NSOutputStream **)outputStreamPtr
 7 {
 8     CFReadStreamRef     readStream;
 9     CFWriteStreamRef    writeStream;
10     
11     assert(hostName != nil);
12     assert( (port > 0) && (port < 65536) );
13     assert( (inputStreamPtr != NULL) || (outputStreamPtr != NULL) );
14     
15     readStream = NULL;
16     writeStream = NULL;
17     
18     CFStreamCreatePairWithSocketToHost(
19                                        NULL,
20                                        (__bridge CFStringRef) hostName,
21                                        port,
22                                        ((inputStreamPtr  != NULL) ? &readStream : NULL),
23                                        ((outputStreamPtr != NULL) ? &writeStream : NULL)
24                                        );
25     
26     if (inputStreamPtr != NULL) {
27         *inputStreamPtr  = CFBridgingRelease(readStream);
28     }
29     
30     if (outputStreamPtr != NULL) {
31         *outputStreamPtr = CFBridgingRelease(writeStream);
32     }
33 }
34 
35 @end

　　给NSStream加了一个类目。然后还需要一个server，我就不写了；发起连接请求让客户端与server保持通信，这些代码也太多了，就不贴了。勾选Voice over IP后，APP挂起状态时，系统会接管socket会话句柄，当收到从server发来的数据流时，就会唤起APP进入后台执行代码。这个唤起时间要长一些，可以在十秒多点。已经测试成功，但是还没有提交审核，还需要给它一个外套，不然就像上次一样被拒绝。

　　一直在探索，因为以上方法并不完美，而且项目对后台的要求比较苛刻，事实上，用户在使用APP时，会有很多场景，最常见的就是弱网络，在这个场景下，不管是推送还是socket都无法收到内容，所以像这种需要依赖外力唤起的方式，弊端还是相当明显。

　　已经感觉到后面写的比较仓促，VoIP涉及的内容还是比较多，还没有一一吃透，还是心急了些。个人知识有限，如有错误，欢迎指正。