iOS App后台保活
女主宣言
前段时间,笔者和GY哥一起吃饭聊天的时候,GY哥问了笔者一个问题,iOS App 可以后台保活吗?是如何做到后台保活的?当时笔者只想到了可以在后台播放静音的音乐,对于唤醒App,可以考虑使用推送的方式。GY哥提到播放静音文件会影响上线吗?这我就不大知道了…...由于没有相关实践,笔者后来在网上查了相关资料,总结了本文。笔者查询了相关资料后发现,iOS App可以实现后台保活。
短时间保活的方式有beginBackgroundTaskWithName;
App长时间保活的方式有:播放无声音乐、后台持续定位、后台下载资源、BGTaskScheduler等;
唤醒App的方式有:推送、VoIP等;
PS:丰富的一线技术、多元化的表现形式,尽在“360云计算”,点关注哦!
本文分为如下几部分:
App 运行状态、及状态变化
App 后台保活方式简介
短时间App后台保活
Background Modes AVAudio,AirPlay,and Picture in Picture
Background Modes Location updates
BGTaskScheduler (iOS13.0+)
App 运行状态、及状态变化
不低于iOS13.0的设备端App 运行状态
iOS13.0+的设备,支持多场景,共有上图中的Unattached、Foreground Inactive、Foreground Active、Forground Inactive、Background、Suspended 6种状态。
Unattached:多个场景的情况,如果创建的场景不是当前显示的场景,那么场景处于Unattached状态;
Foreground Inactive:应用启动后,显示启动图的过程中,处于Foreground Inactive状态;
Forground Active:应用启动后,显示出来我们设置的rootViewController之后,场景处于Forground Active;
Foreground Inactive:应用启动后,场景处于显示状态,数据加载完毕,且用户和App没有交互过程中,处于Forground Inactive状态;
Background:用户点击Home键、或者是切换App后、锁屏后,应用进入Background状态;
Suspended:进入Background后,应用的代码不执行后,应用进入Suspended状态;(代码是否在运行,可以在应用中写定时器,定时输出内容,从Xcode控制台,或Mac端控制台查看是否有输出内容来判断)
低于iOS13.0的设备端App 运行状态
上图是低于iOS13.0的设备端App的运行状态,分别是Not Running、Foreground Inactive、Foreground Active、Forground Inactive、Background、Suspended 6种状态。
Not Running:指用户没有启动App,或用户Terminate App 后,App处于的状态;其他的五种状态和不低于iOS13.0的设备端App的运行状态意义相同。
App 进入后台状态变化
笔者写了个定时器,定时输出“普通定时器进行中”,可以看到,应用进入后台后,基本上立刻,就没有内容输出了。笔者认为可以认为此时App 已经进入Suspended的状态。
下边笔者介绍下,尝试的App后台保活方式。
iOS App 后台保活方式简介
短时间App后台保活
beginBackgroundTaskWithName
和 endBackgroundTask
笔者尝试过使用相关API,测试过2款手机。
对于系统版本低于iOS13(iOS 12.3)的设备(iPhone6 Plus)后台运行时间约3分钟(175秒);
对于系统版本不低于iOS13(iOS 13.0)的设备(iPhone6 Plus)后台运行时间约31秒;
播放无声音乐
App 进入后台后,播放无声音乐,适用于音视频类App。
笔者对逆向不了解,从iOS项目技术还债之路《一》后台下载趟坑中得知,腾讯视频、爱奇艺采用了播放无声音乐保活的方式。
后台持续定位
对于定位类App,持续定位App,可以实现App后台保活。定位类App需要后台保活,像系统的地图应用,在导航的时候切换App的时候,就需要后台保活。
后台下载资源
对于需要下载资源的App,需要后台下载资源,如我们在某App下载资源的时候,我们希望在切换App时候,或者App退出后台后,资源仍然继续下载,这样当我们打开App的时候,资源已经下载好了。
BackgroundTasks
BackgroundTasks.framework 是iOS13新增的framework,笔者认为此framework中的API可以在信息流类的App中发挥作用。
短时间App后台保活
系统版本低于iOS13.0的设备
系统版本低于iOS13.0的设备,在应用进入后台的时候,开始后台任务([[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:)。在应用进入前台时或后台任务快过期的回调中,终止后台任务([[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:)。
示例代码如下:
- (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];
}
添加相关代码后,笔者在iOS12.4的6 Plus上测试结果如下,应用在进入后台后,大概还运行了175秒。
2019-12-29 19:06:55.647288+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] -[AppDelegate applicationDidEnterBackground:]:应用进入后台DidEnterBackground
2019-12-29 19:06:56.256877+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] 定时器运行中
….
2019-12-29 19:09:50.812460+0800 QiAppRunInBackground[1481:409744] 定时器运行中
系统版本不低于iOS13.0的设备
- (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];
}
添加相关代码后,笔者在iOS13.0的6s上测试结果如下,应用在进入后台后,大概还运行了31秒。
Xs·H 提到过,如果持续后台播放无声音频或是使用后台持续定位的方式实现iOS App后台保活,会浪费电量,浪费CPU,所以一般情况下,使用这种短时间延长App 后台保活的方式,应该够开发者做需要的操作了。
Background Modes AVAudio,AirPlay,and Picture in Picture
对于音视频类App,如果需要后台保活App,在App 进入后台后,可以考虑先使用短时间保活App的方式,如果后台保活App方式快结束后,还没处理事情,那么可以考虑使用后台播放无声音乐。相关示例代码如下。
- (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];
系统版本低于iOS13.0的设备
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {NSLog(@"%s:应用进入后台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:应用将进入前台WillEnterForeground", __FUNCTION__);if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {[[QiAudioPlayer sharedInstance].player pause];}[[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];
}
系统版本不低于iOS13.0的设备
- (void)sceneDidEnterBackground:(UIScene *)scene API_AVAILABLE(ios(13.0)){NSLog(@"%s:应用已进入后台DidEnterBackground", __FUNCTION__);self.backgroundTaskIdentifier = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskName expirationHandler:^{if (self.backgroundTaskIdentifier != UIBackgroundTaskInvalid) {if ([QiAudioPlayer sharedInstance].needRunInBackground) {[[QiAudioPlayer sharedInstance].player play];}NSLog(@"终止后台任务");[[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:应用将进入前台WillEnterForeground", __FUNCTION__);
}
Background Modes Location updates
开启后台定位持续更新配置,添加了位置隐私申请后,在应用使用持续定位的情况下,可以实现后台保活App。
对于定位类App,如果需要后台保活App,在用户使用了定位功能后,App 进入后台后,App自动具备后台保活能力,部分示例代码如下。
self.locationManager = [CLLocationManager new];self.locationManager.delegate = self;[self.locationManager requestAlwaysAuthorization];@try {self.locationManager.allowsBackgroundLocationUpdates = YES;} @catch (NSException *exception) {NSLog(@"异常:%@", exception);} @finally {}[self.locationManager startUpdatingLocation];
如果遇到如下异常信息:
2019-12-29 19:57:46.481218+0800 QiAppRunInBackground[1218:141397] 异常:Invalid parameter not satisfying: !stayUp || CLClientIsBackgroundable(internal->fClient) || _CFMZEnabled()
检查:Signing&Capablities 的 backgounrd Modes 中 Location updates是否勾选;
后台下载资源
当需要实现下载资源类的App在进入后台后,持续下载资源的需求时。我们可能需要使用后台如下示例示例代码。
创建指定标识的后台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设备资源下载完后 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+的设备资源下载完后 直接在下载结束的代理方法中会有回调sessionConfig.sessionSendsLaunchEvents = YES;
// 当传输大数据量数据的时候,建议将此属性设置为YES,这样系统可以安排对设备而言最佳的传输时间。例如,系统可能会延迟传输大文件,直到设备连接充电器并通过Wi-Fi连接到网络为止。此属性的默认值为NO。sessionConfig.discretionary = YES;NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:sessionConfig delegate:self delegateQueue:nil];NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [session downloadTaskWithURL:url];[downloadTask resume];
BGTaskScheduler(iOS13.0+)
如果我们的App是信息流类App,那么我们可能会使用到BGTaskScheduler.framework中的API,实现后台保活App,帮助用户较早地获取到较新信息。
笔者尝试使用BGTaskScheduler 做了一个获取到App调度的时候。更新首页按钮颜色为随机色并且记录调度时间的Demo。
Demo示意图
项目配置
为了App 支持 BGTaskScheduler,需要在项目中配置Background fetch,及Background Processing;
需要在Info.plist文件中添加 key 为Permitted background task scheduler identifiers,Value为数组的内容。
Value的数组填写,刷新的任务标识和清理的任务标识。
注册后台任务
在应用启动后,注册后台任务。
- (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(@"注册成功");} else {NSLog(@"注册失败");}} 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}
}
调度App 刷新
应用进入后台后,调度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分钟后启动后台任务请求request.earliestBeginDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:15.0 * 60];NSError *error = nil;[[BGTaskScheduler sharedScheduler] submitTaskRequest:request error:&error];if (error) {NSLog(@"错误信息:%@", error);}} else {// Fallback on earlier versions}
}
得到后台任务调度的时候,调用App刷新的方法,笔者在这个方法中做了发送更新首页按钮颜色的通知,并且记录了当前更新时间的记录。
- (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:@"\n时间:%@\n", 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];};
}
经过测试,发现App 在退到后台,没有手动Terminate App的情况下。苹果有调用过App调度任务的方法。现象上来看就是隔一段时间,我们再打开App 的时候可以发现,首页的按钮颜色改变了,相应的日志中追加了,调起相关方法的时间记录。
手动触发后台任务调度
-> App 退到后台
-> 打开App 进入前台
-> 点击下图中蓝框中的Pause program execution,输入如下内容
e -l objc -- (void)[[BGTaskScheduler sharedScheduler] _simulateLaunchForTaskWithIdentifier: @"com.qishare.ios.wyw.background.refresh"]
-> 再次点击Continue program execution,就可以模拟后台启动任务,调用我们的App。
查看日志记录小提示
之前记得听沐灵洛提过怎么便于查看日志,正好我这里也用到了。便于我们可以直接在File App中查看写入到我们App的Documents中的文件,可以在Info.plist文件中添加key为LSSupportsOpeningDocumentsInPlace ,value为YES的键值对App 接入 iOS 11 的 Files App。
经过我们操作后,就可以打开File App -> 浏览 -> 我的iPhone -> 查看选择我们的App -> 查看我们的日志记录文件。
示例Demo
QiAppRunInBackground
参考学习网址
BGTaskScheduler
Refreshing and Maintaining Your App Using Background Tasks
iOS如何实时查看App运行日志
iOS 后台挂起的一些坑
iOS后台运行的相关方案总结
iOS项目技术还债之路《一》后台下载趟坑
iOS之原生地图的使用详解
App 接入 iOS 11 的 Files App
360云计算
由360云平台团队打造的技术分享公众号,内容涉及数据库、大数据、微服务、容器、AIOps、IoT等众多技术领域,通过夯实的技术积累和丰富的一线实战经验,为你带来最有料的技术分享
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