iOS App后臺?;?/h3>
QiShare· 2020-01-10
本文來自 juejin ,作者 QiShare

前段時間,筆者和GY哥一起吃飯聊天的時候,GY哥問了筆者一個問題,iOS App 可以后臺?;顔??是如何做到后臺?;畹??當時筆者只想到了可以在后臺播放靜音的音樂,對于喚醒App,可以考慮使用推送的方式。GY哥提到播放靜音文件會影響上線嗎?這我就不大知道了…...由于沒有相關實踐,筆者后來在網上查了相關資料,總結了本文。

筆者查詢了相關資料后發現,iOS App可以實現后臺?;?。

短時間?;畹姆绞接衎eginBackgroundTaskWithName;

App長時間?;畹姆绞接校翰シ艧o聲音樂、后臺持續定位、后臺下載資源、BGTaskScheduler等;

喚醒App的方式有:推送、VoIP等;

本文分為如下幾部分:

  • App 運行狀態、及狀態變化

  • App 后臺?;罘绞胶喗?/p>

  • 短時間App后臺?;?/p>

  • Background Modes AVAudio,AirPlay,and Picture in Picture

  • Background Modes  Location updates

  • BGTaskScheduler (iOS13.0+)

App 運行狀態、及狀態變化

不低于iOS13.0的設備端App 運行狀態

image.png

iOS13.0+的設備,支持多場景,共有上圖中的Unattached、Foreground Inactive、Foreground Active、Forground Inactive、Background、Suspended 6種狀態。

Unattached:多個場景的情況,如果創建的場景不是當前顯示的場景,那么場景處于Unattached狀態;

Foreground Inactive:應用啟動后,顯示啟動圖的過程中,處于Foreground Inactive狀態;

Forground Active:應用啟動后,顯示出來我們設置的rootViewController之后,場景處于Forground Active;

Foreground Inactive:應用啟動后,場景處于顯示狀態,數據加載完畢,且用戶和App沒有交互過程中,處于Forground Inactive狀態;

Background:用戶點擊Home鍵、或者是切換App后、鎖屏后,應用進入Background狀態;

Suspended:進入Background后,應用的代碼不執行后,應用進入Suspended狀態;(代碼是否在運行,可以在應用中寫定時器,定時輸出內容,從Xcode控制臺,或Mac端控制臺查看是否有輸出內容來判斷)

低于iOS13.0的設備端App 運行狀態

image.png

上圖是低于iOS13.0的設備端App的運行狀態,分別是Not Running、Foreground Inactive、Foreground Active、Forground Inactive、Background、Suspended 6種狀態。

Not Running:指用戶沒有啟動App,或用戶Terminate App 后,App處于的狀態;其他的五種狀態和不低于iOS13.0的設備端App的運行狀態意義相同。

App 進入后臺狀態變化

筆者寫了個定時器,定時輸出“普通定時器進行中”,可以看到,應用進入后臺后,基本上立刻,就沒有內容輸出了。筆者認為可以認為此時App 已經進入Suspended的狀態。

image.png

下邊筆者介紹下,嘗試的App后臺?;罘绞?。

iOS App 后臺?;罘绞胶喗?/h3>

短時間App后臺?;?/h4>

beginBackgroundTaskWithNameendBackgroundTask

筆者嘗試過使用相關API,測試過2款手機。

對于系統版本低于iOS13(iOS 12.3)的設備(iPhone6 Plus)后臺運行時間約3分鐘(175秒);

對于系統版本不低于iOS13(iOS 13.0)的設備(iPhone6 Plus)后臺運行時間約31秒;

播放無聲音樂

App 進入后臺后,播放無聲音樂,適用于音視頻類App。

筆者對逆向不了解,從iOS項目技術還債之路《一》后臺下載趟坑中得知,騰訊視頻、愛奇藝采用了播放無聲音樂?;畹姆绞?。

后臺持續定位

對于定位類App,持續定位App,可以實現App后臺?;?。定位類App需要后臺?;?,像系統的地圖應用,在導航的時候切換App的時候,就需要后臺?;?。

后臺下載資源

對于需要下載資源的App,需要后臺下載資源,如我們在某App下載資源的時候,我們希望在切換App時候,或者App退出后臺后,資源仍然繼續下載,這樣當我們打開App的時候,資源已經下載好了。

BackgroundTasks

BackgroundTasks.framework 是iOS13新增的framework,筆者認為此framework中的API可以在信息流類的App中發揮作用。

短時間App后臺?;?/h3>

系統版本低于iOS13.0的設備

系統版本低于iOS13.0的設備,在應用進入后臺的時候,開始后臺任務([[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:)。在應用進入前臺時或后臺任務快過期的回調中,終止后臺任務([[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:)。

示例代碼如下:

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {
    
    self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskName expirationHandler:^{
       if (self.backgroundTaskIdentifier != UIBackgroundTaskInvalid) {
           [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
           self.backgroundTaskIdentifier = UIBackgroundTaskInvalid;
       }
    }];
}
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application {
    
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];
}

添加相關代碼后,筆者在iOS12.4的6 Plus上測試結果如下,應用在進入后臺后,大概還運行了175秒。

2019-12-29 19:06:55.647288+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] -[AppDelegate applicationDidEnterBackground:]:應用進入后臺DidEnterBackground

2019-12-29 19:06:56.256877+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] 定時器運行中

….

2019-12-29 19:09:50.812460+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] 定時器運行中

系統版本不低于iOS13.0的設備

- (void)sceneDidEnterBackground:(UIScene *)scene  API_AVAILABLE(ios(13.0)){
   
    self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskName expirationHandler:^{
        if (self.backgroundTaskIdentifier != UIBackgroundTaskInvalid) {
            [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
            self.backgroundTaskIdentifier = UIBackgroundTaskInvalid;
        }
    }];
}
- (void)sceneWillEnterForeground:(UIScene *)scene  API_AVAILABLE(ios(13.0)){
    
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];
}

添加相關代碼后,筆者在iOS13.0的6s上測試結果如下,應用在進入后臺后,大概還運行了31秒。

image.png

Xs·H 提到過,如果持續后臺播放無聲音頻或是使用后臺持續定位的方式實現iOS App后臺?;?,會浪費電量,浪費CPU,所以一般情況下,使用這種短時間延長App 后臺?;畹姆绞?,應該夠開發者做需要的操作了。

Background Modes AVAudio,AirPlay,and Picture in Picture

對于音視頻類App,如果需要后臺?;預pp,在App 進入后臺后,可以考慮先使用短時間?;預pp的方式,如果后臺?;預pp方式快結束后,還沒處理事情,那么可以考慮使用后臺播放無聲音樂。相關示例代碼如下。

- (AVAudioPlayer *)player {
    
    if (!_player) {
        NSURL *fileURL = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"SomethingJustLikeThis" withExtension:@"mp3"];
        AVAudioPlayer *audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:fileURL error:nil];
        audioPlayer.numberOfLoops = NSUIntegerMax;
        _player = audioPlayer;
    }
    return _player;
}
[self.player prepareToPlay];

系統版本低于iOS13.0的設備

- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {

    NSLog(@"%s:應用進入后臺DidEnterBackground", __FUNCTION__);
    self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskName expirationHandler:^{

       if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {
           [[QiAudioPlayer sharedInstance].player play];
       }
       if (self.backgroundTaskIdentifier != UIBackgroundTaskInvalid) {
           [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
           self.backgroundTaskIdentifier = UIBackgroundTaskInvalid;
       }
    }];
}
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application {

    NSLog(@"%s:應用將進入前臺WillEnterForeground", __FUNCTION__);
    if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {
        [[QiAudioPlayer sharedInstance].player pause];
    }
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];
}

系統版本不低于iOS13.0的設備

- (void)sceneDidEnterBackground:(UIScene *)scene  API_AVAILABLE(ios(13.0)){

    NSLog(@"%s:應用已進入后臺DidEnterBackground", __FUNCTION__);

    self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskName expirationHandler:^{
        if (self.backgroundTaskIdentifier != UIBackgroundTaskInvalid) {
            if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {
                [[QiAudioPlayer sharedInstance].player play];
            }
            NSLog(@"終止后臺任務");
            [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
            self.backgroundTaskIdentifier = UIBackgroundTaskInvalid;
        }
    }];
}
- (void)sceneWillEnterForeground:(UIScene *)scene  API_AVAILABLE(ios(13.0)){

    if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {
        [[QiAudioPlayer sharedInstance].player pause];
    }
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];
    NSLog(@"%s:應用將進入前臺WillEnterForeground", __FUNCTION__);
}

Background Modes  Location updates

開啟后臺定位持續更新配置,添加了位置隱私申請后,在應用使用持續定位的情況下,可以實現后臺?;預pp。

image.png

image.png

對于定位類App,如果需要后臺?;預pp,在用戶使用了定位功能后,App 進入后臺后,App自動具備后臺?;钅芰?,部分示例代碼如下。

    self.locationManager = [CLLocationManager new];
    self.locationManager.delegate = self;
    [self.locationManager requestAlwaysAuthorization];
    @try {
       self.locationManager.allowsBackgroundLocationUpdates = YES;
    } @catch (NSException *exception) {
        NSLog(@"異常:%@", exception);
    } @finally {
        
    }
    [self.locationManager startUpdatingLocation];

如果遇到如下異常信息:

2019-12-29 19:57:46.481218+0800 QiAppRunInBackground[1218:141397] 異常:Invalid parameter not satisfying: !stayUp || CLClientIsBackgroundable(internal->fClient) || _CFMZEnabled()

  • 檢查:Signing&Capablities 的 backgounrd Modes 中 Location updates是否勾選;

后臺下載資源

當需要實現下載資源類的App在進入后臺后,持續下載資源的需求時。我們可能需要使用后臺如下示例示例代碼。

創建指定標識的后臺NSURLSessionConfiguration,配置好

    NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://images.pexels.com/photos/3225517/pexels-photo-3225517.jpeg"];
    NSURLSessionConfiguration *sessionConfig = [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:@"com.qishare.ios.wyw.backgroundDownloadTask"];
// 低于iOS13.0設備資源下載完后 可以得到通知 AppDelegate.m 文件中的 - (void)application:(UIApplication *)application handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier completionHandler:(void (^)(void))completionHandler
// iOS13.0+的設備資源下載完后 直接在下載結束的代理方法中會有回調
    sessionConfig.sessionSendsLaunchEvents = YES;
// 當傳輸大數據量數據的時候,建議將此屬性設置為YES,這樣系統可以安排對設備而言最佳的傳輸時間。例如,系統可能會延遲傳輸大文件,直到設備連接充電器并通過Wi-Fi連接到網絡為止。 此屬性的默認值為NO。
    sessionConfig.discretionary = YES;
    NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:sessionConfig delegate:self delegateQueue:nil];
    NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [session downloadTaskWithURL:url];
    [downloadTask resume];

BGTaskScheduler(iOS13.0+)

如果我們的App是信息流類App,那么我們可能會使用到BGTaskScheduler.framework中的API,實現后臺?;預pp,幫助用戶較早地獲取到較新信息。

筆者嘗試使用BGTaskScheduler 做了一個獲取到App調度的時候。更新首頁按鈕顏色為隨機色并且記錄調度時間的Demo。

Demo示意圖

項目配置

為了App 支持 BGTaskScheduler,需要在項目中配置Background fetch,及Background Processing;

需要在Info.plist文件中添加 key 為Permitted background task scheduler identifiers,Value為數組的內容。

Value的數組填寫,刷新的任務標識和清理的任務標識。

注冊后臺任務

在應用啟動后,注冊后臺任務。

- (void)registerBgTask {
    
    if (@available(iOS 13.0, *)) {
        BOOL registerFlag = [[BGTaskScheduler sharedScheduler] registerForTaskWithIdentifier:kRefreshTaskId usingQueue:nil launchHandler:^(__kindof BGTask * _Nonnull task) {
            [self handleAppRefresh:task];
        }];
        if (registerFlag) {
            NSLog(@"注冊成功");
        } else {
            NSLog(@"注冊失敗");
        }
    } else {
        // Fallback on earlier versions
    }
    
    if (@available(iOS 13.0, *)) {
        [[BGTaskScheduler sharedScheduler] registerForTaskWithIdentifier:kCleanTaskId usingQueue:nil launchHandler:^(__kindof BGTask * _Nonnull task) {
            [self handleAppRefresh:task];
        }];
    } else {
        // Fallback on earlier versions
    }
}

調度App 刷新

應用進入后臺后,調度App 刷新。

- (void)sceneDidEnterBackground:(UIScene *)scene  API_AVAILABLE(ios(13.0)){

    [self scheduleAppRefresh];
}


- (void)scheduleAppRefresh {
    
    if (@available(iOS 13.0, *)) {
        BGAppRefreshTaskRequest *request = [[BGAppRefreshTaskRequest alloc] initWithIdentifier:kRefreshTaskId];
        // 最早15分鐘后啟動后臺任務請求
        request.earliestBeginDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:15.0 * 60];
        NSError *error = nil;
        [[BGTaskScheduler sharedScheduler] submitTaskRequest:request error:&error];
        if (error) {
            NSLog(@"錯誤信息:%@", error);
        }
        
    } else {
        // Fallback on earlier versions
    }
}

得到后臺任務調度的時候,調用App刷新的方法,筆者在這個方法中做了發送更新首頁按鈕顏色的通知,并且記錄了當前更新時間的記錄。

- (void)handleAppRefresh:(BGAppRefreshTask *)appRefreshTask  API_AVAILABLE(ios(13.0)){
    
    [self scheduleAppRefresh];
    
    NSLog(@"App刷新====================================================================");
    NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue new];
    queue.maxConcurrentOperationCount = 1;
    
    NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:AppViewControllerRefreshNotificationName object:nil];
        
        NSLog(@"操作");
        NSDate *date = [NSDate date];
        NSDateFormatter *dateFormatter = [NSDateFormatter new];
        [dateFormatter setDateFormat:@"yyyy-MM-dd HH:mm"];
        NSString *timeString = [dateFormatter stringFromDate:date];
        
        NSString *filePath = [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject] stringByAppendingPathComponent:@"QiLog.txt"];
        if (![[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:filePath]) {
            NSData *data = [timeString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
            [[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:filePath contents:data attributes:nil];
        } else {
            NSData *data = [[NSData alloc] initWithContentsOfFile:filePath];
            NSString *originalContent = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
            NSString *content = [originalContent stringByAppendingString:[NSString stringWithFormat:@"
時間:%@
", timeString]];
            data = [content dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
            [data writeToFile:filePath atomically:YES];
        }
    }];
    
    appRefreshTask.expirationHandler = ^{
        [queue cancelAllOperations];
    };
    [queue addOperation:operation];
    
    __weak NSBlockOperation *weakOperation = operation;
    operation.completionBlock = ^{
        [appRefreshTask setTaskCompletedWithSuccess:!weakOperation.isCancelled];
    };
}

經過測試,發現App 在退到后臺,沒有手動Terminate App的情況下。蘋果有調用過App調度任務的方法?,F象上來看就是隔一段時間,我們再打開App 的時候可以發現,首頁的按鈕顏色改變了,相應的日志中追加了,調起相關方法的時間記錄。

手動觸發后臺任務調度

Xcode運行我們的App

-> App 退到后臺

-> 打開App 進入前臺

-> 點擊下圖中藍框中的Pause program execution,輸入如下內容

image.png

e -l objc -- (void)[[BGTaskScheduler sharedScheduler] _simulateLaunchForTaskWithIdentifier: @"com.qishare.ios.wyw.background.refresh"]

-> 再次點擊Continue program execution,就可以模擬后臺啟動任務,調用我們的App。

image.png

查看日志記錄小提示

之前記得聽沐靈洛提過怎么便于查看日志,正好我這里也用到了。便于我們可以直接在File App中查看寫入到我們App的Documents中的文件,可以在Info.plist文件中添加key為LSSupportsOpeningDocumentsInPlace ,value為YES的鍵值對App 接入 iOS 11 的 Files App。

經過我們操作后,就可以打開File App -> 瀏覽 -> 我的iPhone -> 查看選擇我們的App -> 查看我們的日志記錄文件。

示例Demo

QiAppRunInBackground

參考學習網址

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