iOS App后台保活

1.App 运行状态、及状态变化

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1.1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）

1.2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。

1.3App 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。

2.iOS App 后台保活方式简介

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2.1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；

2.2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。

2.3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。

2.4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。

2.5BackgroundTasks

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。

3.短时间App后台保活

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3.1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= [[UIApplicationsharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskNameexpirationHandler:^{

if (self.backgroundTaskIdentifier!=UIBackgroundTaskInvalid) {

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];

self.backgroundTaskIdentifier=UIBackgroundTaskInvalid;

}

}];

}

复制代码

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

[[UIApplicationsharedApplication] 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

3.2系统版本不低于iOS13.0的设备

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

self.backgroundTaskIdentifier= [[UIApplicationsharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskNameexpirationHandler:^{

if (self.backgroundTaskIdentifier!=UIBackgroundTaskInvalid) {

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];

self.backgroundTaskIdentifier=UIBackgroundTaskInvalid;

}

}];

}

复制代码

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

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];

}

复制代码

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。

4.Background Modes AVAudio,AirPlay,and Picture in Picture

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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= [[NSBundlemainBundle] URLForResource:@"SomethingJustLikeThis"withExtension:@"mp3"];

AVAudioPlayer*audioPlayer= [[AVAudioPlayeralloc] initWithContentsOfURL:fileURLerror:nil];

audioPlayer.numberOfLoops=NSUIntegerMax;

_player=audioPlayer;

}

return_player;

}

复制代码

[self.playerprepareToPlay];

复制代码

4.1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= [[UIApplicationsharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskNameexpirationHandler:^{

​

if ([QiAudioPlayersharedInstance].needRunInBackground) {

[[QiAudioPlayersharedInstance].playerplay];

}

if (self.backgroundTaskIdentifier!=UIBackgroundTaskInvalid) {

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];

self.backgroundTaskIdentifier=UIBackgroundTaskInvalid;

}

}];

}

复制代码

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

​

NSLog(@"%s：应用将进入前台WillEnterForeground", __FUNCTION__);

if ([QiAudioPlayersharedInstance].needRunInBackground) {

[[QiAudioPlayersharedInstance].playerpause];

}

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];

}

复制代码

4.2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= [[UIApplicationsharedApplication] beginBackgroundTaskWithName:kBgTaskNameexpirationHandler:^{

if (self.backgroundTaskIdentifier!=UIBackgroundTaskInvalid) {

if ([QiAudioPlayersharedInstance].needRunInBackground) {

[[QiAudioPlayersharedInstance].playerplay];

}

NSLog(@"终止后台任务");

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTaskIdentifier];

self.backgroundTaskIdentifier=UIBackgroundTaskInvalid;

}

}];

}

复制代码

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

​

if ([QiAudioPlayersharedInstance].needRunInBackground) {

[[QiAudioPlayersharedInstance].playerpause];

}

[[UIApplicationsharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundTaskIdentifier];

NSLog(@"%s：应用将进入前台WillEnterForeground", __FUNCTION__);

}

复制代码

5.Background Modes Location updates

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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= [CLLocationManagernew];

self.locationManager.delegate=self;

[self.locationManagerrequestAlwaysAuthorization];

@try {

self.locationManager.allowsBackgroundLocationUpdates=YES;

} @catch (NSException*exception) {

NSLog(@"异常：%@", exception);

} @finally {

}

[self.locationManagerstartUpdatingLocation];

复制代码

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；

6.后台下载资源

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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= [NSURLURLWithString:@"https://images.pexels.com/photos/3225517/pexels-photo-3225517.jpeg"];

NSURLSessionConfiguration*sessionConfig= [NSURLSessionConfigurationbackgroundSessionConfigurationWithIdentifier:@"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= [NSURLSessionsessionWithConfiguration:sessionConfigdelegate:selfdelegateQueue:nil];

NSURLSessionDownloadTask*downloadTask= [sessiondownloadTaskWithURL:url];

[downloadTaskresume];

复制代码

7.BGTaskScheduler（iOS13.0+）

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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(iOS13.0, *)) {

BOOLregisterFlag= [[BGTaskSchedulersharedScheduler] registerForTaskWithIdentifier:kRefreshTaskIdusingQueue:nillaunchHandler:^(__kindofBGTask*_Nonnulltask) {

[selfhandleAppRefresh:task];

}];

if (registerFlag) {

NSLog(@"注册成功");

} else {

NSLog(@"注册失败");

}

} else {

// Fallback on earlier versions

}

if (@available(iOS13.0, *)) {

[[BGTaskSchedulersharedScheduler] registerForTaskWithIdentifier:kCleanTaskIdusingQueue:nillaunchHandler:^(__kindofBGTask*_Nonnulltask) {

[selfhandleAppRefresh:task];

}];

} else {

// Fallback on earlier versions

}

}

复制代码

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)){

​

[selfscheduleAppRefresh];

}

​

​

- (void)scheduleAppRefresh {

if (@available(iOS13.0, *)) {

BGAppRefreshTaskRequest*request= [[BGAppRefreshTaskRequestalloc] initWithIdentifier:kRefreshTaskId];

// 最早15分钟后启动后台任务请求

request.earliestBeginDate= [NSDatedateWithTimeIntervalSinceNow:15.0*60];

NSError*error=nil;

[[BGTaskSchedulersharedScheduler] submitTaskRequest:requesterror:&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)){

[selfscheduleAppRefresh];

NSLog(@"App刷新====================================================================");

NSOperationQueue*queue= [NSOperationQueuenew];

queue.maxConcurrentOperationCount=1;

NSBlockOperation*operation= [NSBlockOperationblockOperationWithBlock:^{

[[NSNotificationCenterdefaultCenter] postNotificationName:AppViewControllerRefreshNotificationNameobject:nil];

NSLog(@"操作");

NSDate*date= [NSDatedate];

NSDateFormatter*dateFormatter= [NSDateFormatternew];

[dateFormattersetDateFormat:@"yyyy-MM-dd HH:mm"];

NSString*timeString= [dateFormatterstringFromDate:date];

NSString*filePath= [[NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject] stringByAppendingPathComponent:@"QiLog.txt"];

if (![[NSFileManagerdefaultManager] fileExistsAtPath:filePath]) {

NSData*data= [timeStringdataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

[[NSFileManagerdefaultManager] createFileAtPath:filePathcontents:dataattributes:nil];

} else {

NSData*data= [[NSDataalloc] initWithContentsOfFile:filePath];

NSString*originalContent= [[NSStringalloc] initWithData:dataencoding:NSUTF8StringEncoding];

NSString*content= [originalContentstringByAppendingString:[NSStringstringWithFormat:@"\n时间：%@\n", timeString]];

data= [contentdataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

[datawriteToFile:filePathatomically:YES];

}

}];

appRefreshTask.expirationHandler=^{

[queuecancelAllOperations];

};

[queueaddOperation:operation];

__weakNSBlockOperation*weakOperation=operation;

operation.completionBlock=^{

[appRefreshTasksetTaskCompletedWithSuccess:!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

Xcode运行我们的App

-> 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-lobjc-- (void)[[BGTaskSchedulersharedScheduler] _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。

原文链接：https://juejin.cn/post/6844904041680470023

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