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iOS 后台刷新

首先大概介绍下iOS的APP运行状态简介和后台运行的一些基础知识

1. App运行状态简介

根据官方的介绍
App的运行状态包括5种，分别为：

• Not running（未运行）
• Inacctive（无效）
• Active（前台运行）
• Background（后台运行）
• Suspended（挂起）

2. iOS后台运行

iOS后台运行分为三种

• 后台任务
  App在进入后台后还有任务没执行完，还需要运行一小段时间，那么可以用Background Task相关API向系统申请运行权限，运行完了再通知系统可以挂起App了
• 后台模式
  需要后台长时间运行任务的App都需要显式向系统申请权限，如Background Fetch，允许App不定时被唤醒来更新一些数据。
• 后台下载
  专指由配置了backgroundSessionConfiguration的NSURLSession管理的下载过程。由系统进程接管App数据的下载，因此即便App被系统挂起，甚至杀死或崩溃了，也能继续下载。下载完成后App会被唤醒，处理一些状态更新和回调。

2.1. iOS后台模式

Audio, AirPlay，and Picture in Picture
Location updates
Voice over IP VoIP
External accessory communication
Uses Bluetooth LE accessories
Acts as a Bluetooth LE accessory
Background fetch
Remote notifications
iOS13 新增 Background processing

从文档来看，苹果是允许应用在后台运行一段时间，但是有时间限制。
那么如何在APP后台长时间保活呢？

2.2. iOS App 后台保活方式简介

2.2.1. 短时间APP后台保活(有时间限制30s)

该种方式属于后台任务，是调用相关的api来实现

官方延长应用程序的后台执行时间
通过添加beginBackgroundTaskWithName和endBackgroundTask相关的API可以保持APP在后台处理30s内的网络任务

2.2.2. 当app需要支持在后台下载文件时

可以通过设置urlsession的background模式来让下载任务传递给系统，这样当系统需要终止APP时会自动接收未下载完成的任务，并在下载完成后调用相应的api进行处理

2.2.3. Audio, AirPlay，and Picture in Picture 模式

应用在后台时可以播放声音信息。
可以利用此模式播放无声音乐，App 进入后台后，播放无声音乐，配合beginBackgroundTaskWithName对系统申请后台使用时间，可以使APP在后台长时间保活。

2.2.4. Location updates 模式

应用提供位置信息 应用场景：在后台时需要不断通知用户位置更新信息。
通过后台持续定位App，可以实现App后台保活

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，

2.2.5 VoIP 模式

VoIP是能真正做到在App挂起和被杀死情况下实时拉起应用的方法。当然它也有一定的局限性，应用必须要是VoIP应用，即应用中有类似视频呼叫或者语音呼叫等功能。

2.2.5. Background fetch 模式

应用场景：需不断地频繁的基于一定规律从网络上获取新的数据，大多数APP的后台刷新都是使用此模式来完成。

2.2.6. Remote notifications 模式

iOS的静默推送：收到推送（没有文字没有声音），不用点开通知，不用打开APP，就能执行
-application:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:，用户完全感知不到。

静默推送的缺点是：
1、如果应用已经被Kill。是无法自动拉起应用的。所以它只能在应用后台挂起的情况下使用。
2、静默推送和无法保证应用被实时唤醒。官网说法如下：
静默推送不是让您的应用程序在快速刷新操作之后保持醒来的方式，也不是用于高优先级更新的方式。>APN将后台更新通知视为低优先级，如果总数过多，APN可能会将其传输完全限制在一定程度。实际的限>制是动态的，可以根据条件进行更改，但不要每小时发送一次以上的通知。

2.2.7. External accessory communication 模式

有规律的从外部蓝牙设备获取信息, 可以在后台不断的与外设进行沟通，开启后可让应用不断的与外设进行沟通。

2.2.8. Uses Bluetooth LE accessories/Acts as a Bluetooth LE accessory 模式

这两种模式区别是一个是将设备作为外围设备，一个是将设备作为中心设备。需要在后台不断访问其他蓝牙设备获取数据或不断更新蓝牙状态。

2.2.9 Background processing

这是iOS13新增的一个模式，基于BackgroundTasks，
有点在于不会检测cpu的占用率，也会启动应用的后台任务。

3. 关于后台执行序列

https://developer.apple.com/documentation/uikit/app_and_environment/scenes/preparing_your_ui_to_run_in_the_background/about_the_background_execution_sequence

3.1 如果当前APP未运行

1. 应用程序启动
2. 执行 applicationDidEnterBackground(_:)代理方法
3. 执行引起应用程序启动的后台event
4. 生成APP快照
5. 当事件处理完毕，可能再次进入挂起状态

3.2. 如果当前APP在内存中并处于挂起状态

1. 系统恢复该APP
2. 执行 applicationDidEnterBackground(_:)代理方法
3. 执行引起应用程序启动的后台event
4. 生成APP快照
5. 当事件处理完毕，可能再次进入挂起状态