iOS 前后台机制以及后台唤醒机制

前台机制

按照苹果的要求，一个APP在完成相应的操作后，应该及时释放或停止对硬件或系统功能的控制。比如，一个APP需要根据不同的城市显示不同的首页内容，那么应该在获取到手机的当前城市后，主动停止定位。

后台机制

iOS的后台机制共有三种：

Background Tasks(后台任务)：APP在前台时启动某项任务，然后在未结束之前突然切换到了后台，那么APP可以在切换回调里使用某些API继续向系统请求一些时间来继续完成这个任务；完成之后通知系统，之后系统会将APP挂起。

Downloading(下载)：在后台启动从网络下载文件的任务。对于文件下载，iOS有专门的机制。

Specific Background Tasks(特殊后台任务)：应用需要在后台一直执行代码，长时间运行。

先说第一种后台任务，其实就是一个APP刚退到后台时，可以向系统申请一段时间(一般几十秒)来处理一些任务，等任务处理完成再被系统挂起。比如一个地图软件，下载离线地图后，正在安装，用户此时按了Home键，那就可以向系统申请一段时间等安装完成后，再挂起。如果耗时超过系统限制，会被强制清理。

第二种后台下载，必须使用iOS指定的机制才可以，那就是NSURLSession来创建后台下载，即使你的APP已经进入后台，或被系统杀掉了，当下载完成时，系统会唤醒APP来处理下载好的文件。很多杂志类的应用会有这种功能。

第三种特殊后台情况比较多了：

1. 需要在后台播放音频。如音乐播放。会一直运行；

2. 需要在后台录音；会一直运行；

3. 在后台也需要不断通知用户位置变动的；比如导航APP会一直在后台运行，但地理围栏APP只会在进入和退出指定位置时唤醒APP；

4. 支持VoIP电话的，如Skype网络电话；会在有电话时被系统唤醒；

5. 需要在后台有规律的下载和处理网络内容的；会在指定时间或网络条件下被系统唤醒；

6. 在后台有规律的从其他外设(第三方配件)获取并更新数据的；会在收到配件消息时被系统唤醒

后台唤醒注意事项

还需要注意的是，那些被系统后台唤醒的app并不是无限制的，大部分情况下被唤醒后只有10秒时间来处理任务，超时未完成处理会被系统强制挂起。

iOS为了控制后台任务，使用了AI技术，依靠人工智能来判断一个app应不应该被唤醒，唤醒频率是多少。已经不是你的app想要唤醒就能唤醒的了，如果手机电量不足或者被唤醒后你的app没有联网存取一些数据，或者总是超时被强制结束，那就不会再被唤醒。

还需要注意的是，绝大多数情况下，系统不会重启被用户手动强制关闭的 APP，但在 iOS 8 之后， location apps (地理围栏等)是个例外。其他的所有被用户手动强制关闭的APP 都不会被系统主动唤起，直到用户再次主动启动这个 APP，或者手机重启并在用户输入了解锁密码之后才会恢复机制。

上架审核

苹果对后台功能要求很严格，要求开发能不用后台就不要用。

如果一定要用后台功能，需要给出说明和解释，让审核人员清楚地知道，app的哪个功能用到了后台模式。尤其是后台定位功能，因为涉及用户隐私，审核非常严格。

常用软件是怎么做的

绝大部分软件是遵守苹果开发规范的，但是还是有一些app由于设计不良或出现bug，导致耗电量很大：

常见的是在进入后台时，或在前台但屏幕熄灭时，未能及时停止某些耗电操作(比如下载和定位)，导致耗电。

app为了追求动态化使用了大量web技术，也会导致耗电增大。

后台存取(后台应用刷新)过于频繁，耗电增大。比如在系统设置界面，可以看到微信有个后台应用刷新开关，如果打开这个开关，那么微信在收到新消息推送后，在后台就可以更新消息，直接打开微信就能看到了；如果关闭这个开关，收到新消息后，可以在推送栏看到消息，但打开微信后还需要联网重新下载完整消息。

另外还有一些软件，故意钻空子，利用技术手段作弊，强行运行在后台，达到某些目的。尤其在iOS10之前的系统上很常见。

后台作弊方式

由于iOS后台机制的限制，以前要想在后台运行，可以申请后台权限后，模仿音乐播放器，在后台循环播放一段无声的音乐，这样就可以一直运行在后台，直到内存不足被系统杀死。

利用后台存取(后台应用刷新)功能。正常情况下，声明了这个类型之后，系统在你的 APP 进入后台后，间隔性的给机会将你的 APP 唤醒，唤醒后再通过beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:向系统申请一段时间，然后再重复申请一段时间，就可以长时间在后台运行。而且被杀死后还有可能被系统重新唤醒。

但是，现在iOS10和iOS11之后，这些方法也很难骗过审核人员和iOS系统的后台唤醒机制了。

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