后臺(tái)任務(wù)分類

首先 Apple 官方為我們界定了 3 類后臺(tái)執(zhí)行任務(wù)的場(chǎng)景：

• 正常：APP切換到后臺(tái)有5秒時(shí)間
• 短時(shí)任務(wù) Background Tasks：APP 在前臺(tái)時(shí)啟動(dòng)某項(xiàng)任務(wù)，然后在未結(jié)束之前突然 切換到了后臺(tái)，那么 APP 可以在切換回調(diào)里使用某些 API 來(lái)繼續(xù)向系統(tǒng)請(qǐng)求一些時(shí)間來(lái)繼續(xù)完成這個(gè)任務(wù)；完成之后通知系統(tǒng)，之后系統(tǒng)會(huì)將 APP 掛起；
• 長(zhǎng)時(shí)任務(wù) Specific Backgournd Tasks：應(yīng)用需要在后臺(tái)一直執(zhí)行代碼；
• 下載 Downloading：在后臺(tái)啟動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)下載文件的任務(wù) – 對(duì)于文件下載，iOS 有專門的機(jī)制；

Background Tasks

Apple 文檔建議，如果要啟動(dòng)一個(gè)后臺(tái)任務(wù)（異步任務(wù)），可以使用 API beginBackgroundTaskWithExpirationHandler來(lái)指定，即使啟動(dòng)任務(wù)的時(shí)候，程序是處在前臺(tái)的，也沒(méi)有關(guān)系，當(dāng)位于前臺(tái)時(shí)，該方法請(qǐng)求得到的時(shí)間是DBL_MAX，也就是 double 數(shù)據(jù)類型最大值，你可以認(rèn)為是無(wú)限大，當(dāng)任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中 APP 被切換到后臺(tái)時(shí)，任務(wù)還沒(méi)有完成，這個(gè)時(shí)間又會(huì)自動(dòng)調(diào)整為一個(gè)時(shí)間片段（具體多少我沒(méi)找到文檔說(shuō)明，都是說(shuō)可以通過(guò)backgroundTimeRemaining 屬性得到）。需要注意的是， 這個(gè)方法是成對(duì)使用的，對(duì)于一個(gè)固定 task ，每次調(diào)用 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè) token 值(UIBackgroundTaskIdentifier 實(shí)際是個(gè)整型)，必須在任務(wù)執(zhí)行結(jié)束時(shí)，調(diào)用 endBackgroundTask 并傳遞這個(gè) token，來(lái)結(jié)束后臺(tái)任務(wù)。另外，作為最佳實(shí)踐，都應(yīng)該傳遞一個(gè) 超時(shí) handler，以防申請(qǐng)到的時(shí)間片段內(nèi)，還是沒(méi)能完成任務(wù)的話，做最后的清理和標(biāo)注工作！如果不傳的話，那么結(jié)果就是 iOS 直接 kill 掉你的APP，閃退咯，因?yàn)樗X(jué)得我們騙了它嘛，哈哈。。。
下面是一段在進(jìn)入后臺(tái)時(shí)啟動(dòng)異步任務(wù)的例子；

// 在某處定義一個(gè) token 變量 UIBackgroundTaskIdentifier _bgTaskToken;// 進(jìn)入后臺(tái) 委派方法回調(diào) 1. (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {_bgTaskToken = [application beginBackgroundTaskWithName:@"MyTask" expirationHandler:^{// 時(shí)間到了，任務(wù)還沒(méi)完成，只能清理...// 取消后臺(tái)任務(wù)[application endBackgroundTask:_bgTaskToken];_bgTaskToken = UIBackgroundTaskInvalid;}];// 異步啟動(dòng)任務(wù)，這樣不會(huì)阻塞 本委派方法回調(diào)dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{// 巴拉巴拉，做自己的任務(wù)...// 任務(wù)在時(shí)間限制內(nèi)結(jié)束啦，取消后臺(tái)任務(wù) [application endBackgroundTask:_bgTaskToken];_bgTaskToken = UIBackgroundTaskInvalid;}); }

Background Downloading

這類后臺(tái)任務(wù)，必須使用 iOS 指定的機(jī)制才可以，那就是 NSURLSession。使用 NSURLSession 建立的下載任務(wù)，會(huì)被系統(tǒng)直接在另外一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)進(jìn)程里進(jìn)行管理，不會(huì)因 APP 進(jìn)入后臺(tái)或掛起等而受到影響，iOS 會(huì)統(tǒng)一管理所有的下載任務(wù)。并且，即使你的 APP 已經(jīng)掛掉啦，下載任務(wù)還是會(huì)繼續(xù)，等到下載完成啦，系統(tǒng)會(huì)喚起你的 APP 進(jìn)程，并通知你，但如果是用戶主動(dòng)殺掉的你的進(jìn)程，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)取消下載任務(wù)。
具體使用方法：

使用 NSURLSessionConfiguration 類的 backgroundSessionConfigurationWithIdentifier 方法創(chuàng)建一個(gè) NSURLSessionConfiguration 對(duì)象，參數(shù)為一個(gè)字符串，作為一個(gè) token ，完成時(shí)會(huì)用到，不能為空或 nil；

設(shè)置上一步創(chuàng)建出的對(duì)象的 sessionSendsLaunchEvents 屬性為 YES；

如果開(kāi)啟下載任務(wù)時(shí)，是位于前臺(tái)的，將 discretionary 屬性也設(shè)置為 YES；

設(shè)置你需要的其他屬性值；

使用配置好的 NSURLSessionConfiguration 對(duì)象，作為參數(shù)，創(chuàng)建 NSURLSession 實(shí)例對(duì)象；

使用 NSURLSession 開(kāi)始下載task，這個(gè)這里不細(xì)講啦，需要看 《URL Session Programming Guide》 ;

如果在下載完成之前，你的APP已經(jīng)掛起或者死掉啦，那么當(dāng)系統(tǒng)完成下載之后，系統(tǒng)會(huì)喚醒你的 APP，并回調(diào) 你的 app 委托方法 application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:，在這其中，參數(shù)會(huì)傳進(jìn)來(lái)一個(gè) token，這個(gè)就是你第一步里 傳入的 字符串，使用這個(gè) 字符串，再重新創(chuàng)建一個(gè) NSURLSessionConfiguration，并進(jìn)行與開(kāi)始任務(wù)之前一樣的配置，那么就可以使用這些對(duì)象來(lái)獲取已經(jīng)完成的任務(wù)的詳細(xì)情況了。

Background Long-Running Tasks

在 iOS 里只有特定的一些應(yīng)用類型才會(huì)被允許可以在后臺(tái)一直運(yùn)行，APP 必須顯式的聲明一些特定權(quán)限，才可以在后臺(tái)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行而不被掛起。
一些應(yīng)用類型有 6 種：

• 需要在后臺(tái)播放音頻 – 如 Music Player；
• 需要在后臺(tái)錄音；
• 在后臺(tái)時(shí)也需要不斷通知用戶位置變動(dòng)的，比如導(dǎo)航；
• 支持 VoIP 電話的 – 如 skype 網(wǎng)絡(luò)電話；
• 需要在后臺(tái)有規(guī)律的下載和處理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的；
• 在后臺(tái)有規(guī)律的從其他外設(shè)(第三方配件)獲取并更新數(shù)據(jù)的；

要實(shí)現(xiàn)這些類型服務(wù)的 APP，需要進(jìn)行專門的聲明，這樣系統(tǒng)才會(huì)采取相應(yīng)的操作。

先來(lái)看看怎么聲明

聲明后臺(tái)服務(wù)類型

通過(guò) XCode 的 project setting 里就可以配置類型，選擇之后會(huì)自動(dòng) 在你 工程的 Info.plist 文件里 增加 UIBackgroundModes 鍵值對(duì)；一個(gè) APP 可以同時(shí)聲明多種支持的后臺(tái)長(zhǎng)期任務(wù)類型，在 XCode 里勾選上即可；
下表給出了所有 在 XCode 可選的 類型 及 具體含義；

Xcode background modeUIBackgroundModes 值描述

Audio and AirPlay	audio	應(yīng)用可以在后臺(tái)播放或錄制音頻，包括 Apple 自家的 AirPlay 流媒體音視頻；對(duì)于錄制，需要在APP 第一次運(yùn)行時(shí)，用戶授予權(quán)限才可進(jìn)行。
Location updates	location	APP 不斷更新 GPS 位置信息，并通知給用戶，即使 APP 處于后臺(tái)
Voice over IP	voip	APP 提供通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)打電話的功能
Newsstand downloads	newsstand-content	雜志應(yīng)用，可以在后臺(tái)下載雜志并處理
External accessory communication	external-accessory	一些外設(shè)控制 APP， 比如一些控制 第三方 MFI 配件的應(yīng)用，聲明這種 類型，可以讓APP 在后臺(tái)不斷的與 外設(shè)進(jìn)行溝通
Uses Bluetooth LE accessories	bluetooth-central	iPhone 作為藍(lán)牙中心設(shè)備使用，也就是做為 server；需要在后臺(tái)不斷更新藍(lán)牙狀態(tài)的
Acts as a Bluetooth LE accessory	bluetooth-peripheral	iPhone 作為藍(lán)牙外圍設(shè)備使用，也就是做 client，需要在后臺(tái)不斷的訪問(wèn)其他藍(lán)牙設(shè)備獲取數(shù)據(jù)的
Background fetch	fetch	APP 需要在后臺(tái)不斷地 頻繁有規(guī)律的從網(wǎng)絡(luò)獲取數(shù)據(jù)
Remote notifications	remote-notification	APP 先在后臺(tái)關(guān)注某個(gè) push 推送，但這個(gè) push 推送到達(dá)的時(shí)候，及時(shí)在后臺(tái)開(kāi)始對(duì)應(yīng)的下載任務(wù)，以盡可能減少用戶直接點(diǎn)開(kāi) 通知 后 查看內(nèi)容的等待時(shí)間

Playing and Recording Background Audio

一些典型的應(yīng)用例子：

• 音樂(lè)播放軟件
• 錄音APP
• 支持 AirPlay 音視頻播放的APP
• 網(wǎng)絡(luò)通話軟件

當(dāng)你在 Info.plist 里聲明了 UIBackgroundModes 為 audio 的時(shí)候，在后臺(tái)進(jìn)行 audio 的相關(guān)操作時(shí)，系統(tǒng) audio API 會(huì)自動(dòng)阻止系統(tǒng)將你的 APP 進(jìn)程掛起，所以不需要 APP 自己再進(jìn)行其他額外的處理，只需要處理自己的軟件邏輯即可。

【Note】：手機(jī)上是有可能會(huì)有多個(gè) APP 同時(shí)擁有后臺(tái) audio 操作權(quán)限的，這時(shí)候系統(tǒng)會(huì)根據(jù) 每個(gè) APP 開(kāi)始操作音頻時(shí)的 audio session 配置來(lái)決定如何進(jìn)行操作，而且你應(yīng)該非常小心的處理一些中斷事件，如來(lái)電，其他系統(tǒng)提示音等，這些都有相關(guān)的 API 和機(jī)制，可以參考 《Audio Session Programming Guide》

Tracking the User’s Location

有三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn) 位置的訪問(wèn)：

• The significant-change location service（這也是官方推薦的方式）
• Foreground-only location services
• Background location services

前兩種都不需要在 Info.plist 里聲明 UIBackgroundModes ，只有最后一種需要。

The significant-change location service ，字面理解，就是只有位置有變化時(shí)才會(huì)發(fā)出通知，有人說(shuō)這個(gè)時(shí)機(jī)是依據(jù)基站，切換了基站時(shí)，就會(huì)發(fā)出一次通知，所以頻率會(huì)受基站的密度影響，所以市區(qū)更新頻率會(huì)比郊區(qū)高。但好處 是這個(gè)服務(wù)不管你的 APP 是在前臺(tái)還是后臺(tái)，不管是否已經(jīng)被掛起，或已經(jīng)死掉了，他都會(huì)喚醒你的進(jìn)程進(jìn)行相應(yīng)處理，所以應(yīng)該是最省電的。

后兩種都是標(biāo)準(zhǔn)的定位服務(wù)，只不過(guò)一個(gè)只能工作在前臺(tái)，而一個(gè)可以在后臺(tái)工作；
【Note】：官方對(duì)于使用后臺(tái)定位服務(wù)的 APP 審核是非常嚴(yán)格的，所以使用時(shí)一定要小心，并提供足夠的說(shuō)明和解釋。

至于如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)定位 APP ，請(qǐng)看 《Location and Maps Programming Guide 》

Implementing a VoIP App

網(wǎng)絡(luò)通話軟件，skype 就是其中一個(gè)。這樣的軟件使用 internet 連接來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音通話，為了提供健全的電話功能，這類軟件必須一直保持一個(gè)長(zhǎng)期的網(wǎng)絡(luò)連接，以便監(jiān)聽(tīng)到來(lái)電。實(shí)現(xiàn)類似的功能，APP 自己并非一直在后臺(tái)不被掛起，而是交由系統(tǒng)監(jiān)聽(tīng) 網(wǎng)絡(luò)連接，有數(shù)據(jù)進(jìn)來(lái)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)喚醒 APP，并將 socket 轉(zhuǎn)交給 APP 進(jìn)行處理；
大致步驟：

• 在 Info.plist 里進(jìn)行UIBackgroundModes配置；
• 配置一個(gè) socket 連接用于 VoIP；
• 在進(jìn)入后臺(tái)時(shí)，調(diào)用 setKeepAliveTimeout:handler:方法傳遞一個(gè)回調(diào)，用來(lái)處理事件；
• 配置要使用到的 audio session；

【Note】：貌似對(duì)于 VoIP 的實(shí)現(xiàn)， iOS 8 有變化，改為使用 remote notification 的方式來(lái)做啦，誰(shuí)說(shuō) iOS 沒(méi)有碎片化的啊，有！具體實(shí)現(xiàn)請(qǐng)參考 Tips for Developing a VoIP App

Downloading Newsstand Content in the Background

雜志應(yīng)用，居然還有專門的處理。但我看介紹，跟前面講解的 后臺(tái)下載文件沒(méi)啥區(qū)別啊！！另外好像也是用 通知推送 觸發(fā)啊。About Newsstand Kit Framework

Communicating with an External Accessory

外設(shè)設(shè)備有很多，比如一些心率監(jiān)控器，會(huì)在必要的時(shí)候向手機(jī)推送數(shù)據(jù)。聲明了UIBackgroundModes 為 external-accessory 后，系統(tǒng)就不會(huì)主動(dòng)關(guān)閉 APP 與 外設(shè)之間的連接，而是替 APP 監(jiān)視這個(gè)連接，但有數(shù)據(jù)過(guò)來(lái)時(shí)，會(huì)喚醒 APP 進(jìn)行處理，每次喚醒 APP 只有 10 S 種時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所以應(yīng)當(dāng)越快越好，萬(wàn)不得已，如果10S不夠，需要使用 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler: 方法再申請(qǐng)一段時(shí)間進(jìn)行處理；
【Note】：Apple 要求此類應(yīng)用 需要提供一個(gè) 開(kāi)啟 和 關(guān)閉 連接的界面供用戶使用

Communicating with a Bluetooth Accessory

類似上一節(jié)的 配件，如果心率監(jiān)控器跟 手機(jī)之間使用的連接方式是藍(lán)牙，那么就一模一樣啦，連 喚醒的時(shí)間限制都一樣，都是 10 S！！！略啦。。。

Fetching Small Amounts of Content Opportunistically

有人依靠這種手段來(lái)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)永存，但現(xiàn)在不好使啦，除非你是真的每次都在下載東西，而且每次時(shí)間都很短。用戶的流量啊。因?yàn)槁暶髁诉@個(gè) mode 之后，并不保證 系統(tǒng)一定會(huì)給你分配時(shí)間來(lái)執(zhí)行后臺(tái)任務(wù)，因?yàn)樗约河幸惶走壿?#xff0c;如果你經(jīng)常性喚醒，但卻每次都耗時(shí)很久，又沒(méi)有做從網(wǎng)絡(luò)下載東西的操作，那么以后你被分配給喚醒的幾率就會(huì)越來(lái)越小。另外還有審核！！！！

正常情況下，聲明了這個(gè)類型之后，系統(tǒng)在你的 APP 進(jìn)入后臺(tái)后，會(huì)間隔性的給機(jī)會(huì)將你的 APP 喚醒，并回調(diào)你的 委托方法 application:performFetchWithCompletionHandler:，你需要在這個(gè)回調(diào)里檢查是否有新內(nèi)容可用，如果有，就開(kāi)啟后臺(tái)下載，推薦使用 NSURLSession 來(lái)建立，下載完成后，你必須調(diào)用這個(gè)方法出入 的 completionHandler 并傳入一個(gè) 整型值 來(lái)表示 你的處理是否正常，UI是否已經(jīng)更新，讓系統(tǒng)來(lái)決定更新 snapshot等；

Using Push Notifications to Initiate a Download

這個(gè)方式，是你的應(yīng)用中包含通知功能時(shí)，你在服務(wù)端推送的通知內(nèi)容里加入 鍵值對(duì) content-available = 1 ，那么 手機(jī)收到這個(gè)通知后，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng) APP 到后臺(tái)，或 喚醒（依舊保持后臺(tái)執(zhí)行），并回調(diào) 委托方法 application:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler: ，在這個(gè)方法里進(jìn)行內(nèi)容下載。

【Note】：需要服務(wù)端推送配合

哪些情況系統(tǒng)會(huì)喚醒掛起進(jìn)程

當(dāng)一些特定事件發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)喚醒已經(jīng)被掛起的進(jìn)程，轉(zhuǎn)換到后臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)，這些事件針對(duì)不同類型的APP 有所不同：

location apps

• 系統(tǒng)產(chǎn)生了符合 APP 配置的定位要求的位置更新；
• 設(shè)備進(jìn)入或離開(kāi)了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)的區(qū)域，你可以理解為基站；

audio apps

• audio framework 需要 app 處理數(shù)據(jù)的時(shí)候–任何 播放、錄制；

Bluetooth apps

• 當(dāng)手機(jī)扮演中心設(shè)備時(shí)，收到了其他藍(lán)牙設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；
• 當(dāng)手機(jī)扮演外圍設(shè)備時(shí)，收到了藍(lán)牙服務(wù)端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；

background download apps

• 本應(yīng)用的一個(gè)包含 content-available = 1 的推送通知到達(dá)了手機(jī)；
• background fetch 類型，系統(tǒng)給予了 APP 喚醒的機(jī)會(huì)；
• 使用 NSURLSession 進(jìn)行后臺(tái)下載的APP，在下載過(guò)程完成或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)喚醒對(duì)應(yīng) APP；
• 雜志應(yīng)用，下載完成時(shí)喚醒 APP；

【Note】：絕大多數(shù)情況下，系統(tǒng)不會(huì)重啟被用戶手動(dòng)強(qiáng)制關(guān)閉的 APP，但在 iOS 8 之后， location apps 是個(gè)例外。其他的所有被用戶手動(dòng)強(qiáng)制關(guān)閉的APP 都不會(huì)被系統(tǒng)主動(dòng)喚起，直到 用戶再次 主動(dòng)啟動(dòng)這個(gè) APP，或者手機(jī)重啟并在用戶輸入了解鎖密碼之后才會(huì)恢復(fù)機(jī)制。

做一個(gè)盡責(zé)的后臺(tái)APP

Apple 教育我們，如果你要實(shí)現(xiàn)一個(gè)后臺(tái) APP，應(yīng)該做一個(gè)有責(zé)任的APP，不要亂搞，哈哈。

• 不要在后臺(tái)調(diào)用任何 OpenGL ES 接口，在進(jìn)入后臺(tái)之前也要保證這些調(diào)用都已結(jié)束，否則你的 APP 將直接被 kill；
• 取消所有 Bonjour 相關(guān)的操作，還不清楚這個(gè)是啥東西，不過(guò) Apple 說(shuō)即使你不取消，它在把你掛起之前也會(huì)都給你取消；
• 如果有網(wǎng)絡(luò)操作，做好容錯(cuò)處理；
• 保存 APP 狀態(tài)，進(jìn)入后臺(tái)前持久化一些數(shù)據(jù)，以便恢復(fù)；
• 盡可能多的釋放內(nèi)存，尤其是強(qiáng)引用；
• 停止使用共享的系統(tǒng)資源，比如 電話本，日歷等，進(jìn)入后臺(tái)前，release他們；
• 不要在后臺(tái)進(jìn)行 UI 的更新操作；
• 做好對(duì)外設(shè)配件的 連接 和斷開(kāi) 事件的響應(yīng)；這個(gè)是 外設(shè)編程的機(jī)制啦，需要 參考 External Accessory Programming Topics ；
• 關(guān)閉彈出窗口和彈出菜單等；
• 移除窗口上的一些敏感信息；
• 在后臺(tái)的執(zhí)行盡可能小的任務(wù)；
  最后， Apple 建議能不后臺(tái)就不后臺(tái)，那當(dāng)然。。。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ios后台机制的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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