OC学习53：后台保活方案

张建 lol
  2023-05-28 21:07:44 2023-05-28 21:07 Created   2023-08-12 17:49 2023-08-12 17 Updated      

前言

实现后台保活方案前，我们需要了解iOS应用程序的 生命周期。因为iOS系统的资源是有限的的，应用程序在前台和后台的状态是不一样的。在后台，程序会受到系统的限制，以提高电池使用和用户体验。

应用程序的生命周期

  1. 应用程序状态

  • Not Running：未运行 - 程序未启动

  • Inactive：未激活 - 程序在前台运行，不过没有接收到事件。在没有事件处理情况下程序通常停留在这个状态

  • Active：激活 - 程序在前台运行且接收到事件。这也是前台的一个正常的模式

  • Background：后台 - 程序在后台而且能执行代码。大多数程序进入这个状态后会在这个状态上停留一会儿。时间到了之后会进入 挂起(Suspended)状态。有的程序经过特殊的请求可以长期处于Background状态

  • Suspended：挂起 - 程序在后台不能执行代码。系统会自动把程序变成这个状态而且不会发出通知。当挂起时，程序还是停留在内存中，当系统内存低时，系统就把挂起的程序清除掉，为前提程序提供更多的内存。

下图是程序状态变化图：

  1. 应用程序状态的代理回调
  • 程序进程启动但还没进入状态保存
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- (BOOL)application:(UIApplication *)application willFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
  • 启动基本完成程序准备开始运行
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- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
  • 程序将要进入 非活动状态 执行，再此期间，应用程序不接受消息或事件，比如：来电话了
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- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application
  • 当应用程序入活动状态执行
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- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application
  • 当程序被推送到后台的时候调用。所以要设置后台继续运行，则在这个函数里面设置即可
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- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
  • 当程序从后台将要重新回到前台时候调用
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- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application
  • 当程序将要退出是被调用，通常是用来保存数据和一些退出前的清理工作。这个需要要设置UIApplicationExitsOnSuspend的键值。
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- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application
  1. 应用程序启动的执行顺序
  • 启动程序
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willFinishLaunchingWithOptions
didFinishLaunchingWithOptions
applicationDidBecomeActive
  • 按下home键
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applicationWillResignActive
applicationDidEnterBackground
  • 再打开程序
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applicationWillEnterForeground
applicationDidBecomeActive
  1. 应用程序的生命周期
  • 应用程序进入前台

  • 应用程序进入后台

  • 关于 main 函数

main函数是程序启动的入口，在iOS app中，main函数的功能被最小化，它的主要工作都交给了UIKit framework：

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#import <UIKit/UIKit.h>
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([MyAppDelegate class]));
    }
}

UIApplicationMain 函数有四个参数，你不需要改变这些参数值，不过我们也需要理解这些参数和程序是如何开始的

argc 和 argv 参数包含了系统带过来的 启动时间。第三个参数确定了主要应用程序类的名称，这个参数指定为nil，这样 UIKit 就会使用默认的程序类 UIApplication。第四个参数是程序自定义的 代理类名，这个类 负责系统和代码之间的交互。它一般在Xcode新建项目时会自动生成。

另外 UIApplicationMain 函数加载了程序主界面的文件。虽然这个函数加载了界面文件，但是没有放到应用程序的windows上，你需要在Delegate的application:willFinishLaunchingWithOptions 方法中加载它。

一个应用程序可以有一个主的storyboard文件或者有一个主的nib文件，但不能同时有两个存在。

如果程序在启动时没有自动加载主要的故事版或nib文件，你可以 application:willFinishLaunchingWithOptions 方法里准备windows的展示。

后台保活方案

iOS 有两种后台运行保活方案：

  • 第一种：无声音乐保活（即在后台开启音频播放，只不过不需要播放出音量且不能影响其他音乐播放软件）

  • 第二种：Background Task

    • iOS 13.0以后只能申请短短的30s

    • 在iOS7.0~iOS13.0以前可以申请3分钟，可以经过处理申请更多的保活时间

  1. 无声音乐保活
  • 第一步：打开应用的 Target 页面 Signing & Cabailities，添加 Capability（Background Modes） 勾选 Audio，AirPlay，and Picture in Picture 选项

  • 第二步：我们需要监听 UIApplicationWillEnterForegroundNotification（应用进入前台通知）和 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification（应用进入后台通知）
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#pragma mark - 监听 前后台
- (void)addNotification{
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(appWillEnterForeground) name:UIApplicationWillEnterForegroundNotification object:nil];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(appDidEnterBackground) name:UIApplicationDidEnterBackgroundNotification object:nil];
}
  • 第三步：编写音乐播放类

BackgroundTool.h

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#import "BackgroundTool.h"
#import <AVFoundation/AVFoundation.h>

@interface BackgroundTool ()<AVAudioPlayerDelegate>
@property (nonatomic,strong)AVAudioPlayer * audioPlayer; // 音频播放器
@end

Background.m 

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#pragma mark - 音乐 播放 停止
// 开始播放音乐
- (void)startPlayer{
    AVAudioSession *session = [AVAudioSession sharedInstance];
    if (@available(iOS 10.0, *)) {
        [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord withOptions:(AVAudioSessionCategoryOptionMixWithOthers | AVAudioSessionCategoryOptionAllowBluetooth | AVAudioSessionCategoryOptionAllowBluetoothA2DP) error:nil];
    }else{
        [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord withOptions:(AVAudioSessionCategoryOptionMixWithOthers | AVAudioSessionCategoryOptionDefaultToSpeaker) error:nil];
        
    }
    [session setActive:YES error:nil];
    
    // 播放资源
    NSURL * url = [[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"backgroundVolue.mp3" withExtension:nil];
    self.audioPlayer = [[AVAudioPlayer alloc] initWithContentsOfURL:url error:nil];
    self.audioPlayer.volume = 0.01;
    [self.audioPlayer prepareToPlay];
    [self.audioPlayer setDelegate:self];
    self.audioPlayer.numberOfLoops = -1;
    BOOL ret = [self.audioPlayer play];
    if (!ret) {
        DLogInfo(@"play failed,please turn on audio background mode");
    }
    DLogInfo(@"star play success");
}

// 停止播放音乐
- (void)stopPlayer{
    [self.audioPlayer stop];
    self.audioPlayer = nil;
    AVAudioSession * session = [AVAudioSession sharedInstance];
    [session setActive:NO error:nil];
    DLogInfo(@"stop in play background success");
}

  1. Background Task
  • 第一步：我们需要监听 UIApplicationWillEnterForegroundNotification（应用进入前台通知）和 UIApplicationDidEnterBackgroundNotification（应用进入后台通知）
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#pragma mark - 监听 前后台
- (void)addNotification{
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(appWillEnterForeground) name:UIApplicationWillEnterForegroundNotification object:nil];
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(appDidEnterBackground) name:UIApplicationDidEnterBackgroundNotification object:nil];
}
  • 第二步：使用 Background Task 申请保活时间，在应用进入后台时开启保活，在应用进入前台时关闭保活
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@property (nonatomic,assign)UIBackgroundTaskIdentifier backgroundTaskIdentifier; // 后台任务
@property (nonatomic,strong)NSTimer * timer; // 计时器
@property (nonatomic,assign)int applyTimes; // 申请时间

#pragma mark - 系统任务
// 开始系统任务
- (void)startSystemTask{
    // 申请
    self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
        DLogInfo(@"BackgroundTask time gone");
        [self stopSystemTask];
    }];
    // 开启计时器
    [self startTimer];
}

// 申请更多保活时间
- (void)applyForMoreTime{
    if ([UIApplication sharedApplication].backgroundTimeRemaining < 10) {
        self.applyTimes += 1;
        DLogInfo(@"Try to apply for more time:%d",self.applyTimes);
        [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
        self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
            [self stopSystemTask];
        }];
        
    }
}

// 开始计时器
- (void)startTimer{
    // 开始计时器 申请更多保活时间
    self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:5.0 target:self selector:@selector(applyForMoreTime) userInfo:nil repeats:YES];
    [self.timer fire]; // 在这里我判断了申请次数，加上第一次申请保活时间的次数
}

// 停止计时器
- (void)stopTimer{
    [self.timer invalidate];
    self.timer = nil;
    self.applyTimes = 0;
}

// 结束系统任务
- (void)stopSystemTask{
    if (self.backgroundTaskIdentifier) {
        [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];
        self.backgroundTaskIdentifier = UIBackgroundTaskInvalid;
    }
}

  • Post title：OC学习53：后台保活方案
  • Post author：张建
  • Create time：2023-05-28 21:07:44
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