IOS的後臺任務

轉自：http://blog.csdn.net/chowpan/article/details/22417247

翻譯自：http://www.raywenderlich.com/29948/backgrounding-for-ios

（代碼部分若亂碼，請移步原鏈接拷貝）

自ios4開始，用戶點擊home按鈕時，你可以將app設計爲掛起狀態。app在內存中，除非用戶再次返回到app，否則該app暫停運行。都是這種情況嗎？

當然不是，在一些例外的情況下，app仍然可以在後臺保持運行。這篇文章將介紹如何以及何時應用（幾乎）所有這些後臺操作功能。

應用後臺運行模式實際上有很嚴格的限制條件，在ios上實現真正的多任務上，這並非一個奇特的解決辦法。app退回後臺時，比如用戶切換到了另一個app，更多的是完全被掛起。

允許app在後臺仍然運行的情況僅限於以下幾種：

1，播放音頻文件（playing audio）

2，獲取定位更新（getting location updates）

3，雜誌app中下載新的期刊（downloading new issues for newsstand apps）

4，VoIP 呼叫（handing VoIP calls）

假如你的app沒有用到如上任一功能，那麼非常不幸運。需要特別注意的是：針對所有的app，在它們真正被掛起之前，有最多10分鐘的時間去完成其正在執行的任務。

所以後臺模式可能並非如你所願，但仍請看官細品！

接下來你將學習到，在IOS中5種基本的可用的後臺模式。本章你創建的項目是一個基於tabbed的簡單應用，每個tab展示了上述5種基本後臺模式效果之一，即從‘播放音頻’開始到‘接聽Voice - over - IP’鏈接。

贅言不絮，開始正文。

初探--”後臺模式“

在深入探討之前，下面預覽下這5種基本後臺模式：

1，音頻播放：在後臺app依然可以播放/錄製音頻。

2，實時接收定位更新：app依然可以獲取設備位置更新的回調。

3，執行一個有限時長的任務：通用的情況，在限定的時間內，app可以運行任意作用的代碼。

4，雜誌下載：對於雜誌類app，允許其在後臺下載更新的內容。

5，提供VoIP服務：允許app在後臺運行任意作用的代碼。當然前提是你的app必須提供了VoIP服務。

本文接下來將依次介紹上述5種後臺模式，你若僅對其中的一種或幾種模式感興趣，可以選擇閱讀。

首先下載本文介紹的項目，本文demo下載鏈接：sample project   ，你也可以follow該項目的GitHub頁面 ，其中有詳盡的項目創建過程，儘管本文着重介紹的是後臺模式的操作。

好消息：用戶接口已經爲你預先配置好了，這更有利於專注後臺模式的學習。

運行項目，效果如下：

上面的tabs將是本節闡述的引導圖。首先我們將進行音頻後臺模式。

附：爲了達到測試的最優效果，你英愛在真機上運行本程序，因爲有些後臺功能在模擬器上不能闡釋的那麼完善（甚至完全沒有效果）。

音頻播放：

在IOS上有若干方法進行音頻的播放，這些方法中的多數均要求繼承回調來提供後續的音頻數據進行播放。回調（如委託方法）即是在適當時間進行某種操作，使用音頻流填充緩衝區。

假如打算以數據流方式來進行音頻播放，你可以開啓一個網絡連接，並用該連接回調驚醒持續的數據流接受。

當使能音頻後臺模式播放時，既是app已經在後臺，即不是當前活躍的app，IOS仍然可以調用上述回調方法---就是這樣，這是本文介紹的後臺模式中的4個之一，音頻後臺模式幾乎是自動完成的，你僅需要激活它，並提供合適的基礎操作即可。

僅當你的app是真的提供給用戶音頻播放功能，你才能使用音頻後臺模式。若我們抱有僥倖心理，爲了獲得CPU更多時間而利用該模式播放一段無聲的音頻，apple將會拒絕此類app。

本節，你將添加音頻播放到項目，並開啓後臺模式演示其效果。

爲了實現音頻播放，首先需要學習AV Foundation，打開 TBFirstViewController.m文件，添加頭文件：

#import <AVFoundation/AVFoundation.h>

在viewDidLoad中，添加如下代碼：

 // Set AVAudioSession
    NSError *sessionError = nil;
    [[AVAudioSession sharedInstance] setDelegate:self];
    [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&sessionError];
 
    // Change the default output audio route
    UInt32 doChangeDefaultRoute = 1;
    AudioSessionSetProperty(kAudioSessionProperty_OverrideCategoryDefaultToSpeaker,
      sizeof(doChangeDefaultRoute), &doChangeDefaultRoute);

代碼初始化了audio session對象，並確定用揚聲器來播放而非聽筒。

以下變量用來跟蹤播放進程：

@property (nonatomic, strong) AVQueuePlayer *player;
@property (nonatomic, strong) id timeObserver;

聲明在如下位置：

@interface TBFirstViewController ()
 
// Insert code here
 
@end

項目開始包含了一個音頻文件，來自favorit rotalty-free music websites 。你可以免費使用其中的音頻文件，所有的文件由Kevin Macleod 提供，所以，感謝Kevin！

在IOS上播放音樂，一種最簡單的方法之一即是應用AV Foundations AVPlayer。 故我們的實例將會使用一個AVPlayer的子類叫做AVQueuePlayer 。AVQueuePlayer允許我們設置一個AVPlayerItems隊列，用來依次並自動的播放音頻文件。

在viewDidLoad結尾：

 NSArray *queue = @[
    [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"IronBacon" withExtension:@"mp3"]],
    [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"FeelinGood" withExtension:@"mp3"]],
    [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"WhatYouWant" withExtension:@"mp3"]]];
 
    self.player = [[AVQueuePlayer alloc] initWithItems:queue];
    self.player.actionAtItemEnd = AVPlayerActionAtItemEndAdvance;

代碼首先創建了一個含有AVPlayerItems對象的數組，接着以該數組初始化AVQueuePlayer對象，並設置其爲連續播放。

在播放進程中，爲了更新音樂名字，你需要註冊監聽player的currentItem屬性，該功能代碼添加至viewDidLoad的結尾：

 [self.player addObserver:self
                  forKeyPath:@"currentItem"
                     options:NSKeyValueObservingOptionNew
                     context:nil];

當player的currentItem屬性變化時，將會回調監聽事件。添加監聽事件到viewDidLoad下面：

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
    if ([keyPath isEqualToString:@"currentItem"])
    {
        AVPlayerItem *item = ((AVPlayer *)object).currentItem;
        self.lblMusicName.text = ((AVURLAsset*)item.asset).URL.pathComponents.lastObject;
        NSLog(@"New music name: %@", self.lblMusicName.text);
    }
}

當監聽方法被調用時，首先應該確定的是更新的屬性是我們需要關注的。但在本例中，因爲僅監聽一個屬性，故判斷語句不是必須的。但是判斷檢測是一個很好的習慣，也是以防後期會添加另外的屬性監聽。如是‘currentItem’屬性變化，測更新lb1MusicName標籤。

你或許需要更新當前播放條目的已播時間，實現的最好方法是利用：addPeriodicTimeObserverForInterval：queue：usingBlock：方法，在指定的queue中提供回調block。

在viewDidLoad結尾添加：

void (^observerBlock)(CMTime time) = ^(CMTime time) {
        NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%02.2f", (float)time.value / (float)time.timescale];
        if ([[UIApplication sharedApplication] applicationState] == UIApplicationStateActive) {
            self.lblMusicTime.text = timeString;
        } else {
            NSLog(@"App is backgrounded. Time is: %@", timeString);
        }
    };
 
    self.timeObserver = [self.player addPeriodicTimeObserverForInterval:CMTimeMake(10, 1000)
                                                                  queue:dispatch_get_main_queue()
                                                             usingBlock:observerBlock];

首先創建一個block，當時間更新時，它將被調用。假如你對block不熟悉，可以閱讀：How to User Blocks in IOS5 tutorial 。該block基於app的狀態，創建一個顯示音樂播放時間的字串。

在此之後，便是調用-（id）addPeriodicTimeObserverForInterval：（CMTime）interval queue：（dispatch_queue_t）queue usingBlock：（void（^）（CMTime time））block 開始獲取更新信息。

附：關於app的狀態

你的app始終處在以下5種狀態的其中之一，概要如下：

Not running：app在啓動前在此狀態

Active：一旦app開啓，即此狀態

Inactive：app在運行時有事件中斷它的執行，比如一個電話呼叫到來，它將進入該狀態。inactive意味着app仍然在前臺運行但卻不接收事件。

Backgrounded：此狀態，app不在前臺，但其仍能執行代碼

Suspended：當不執行代碼時，app即進入該狀態

若你希望瞭解上述狀態的更詳盡信息，請移步apple官網：App States and Multitasking。

通過調用[[UIApplication sharedApplication]applicationState]來檢測app的狀態，不過要注意的是你僅可以獲取以下3種狀態之一：

UIApplicationStateActive；UIApplicationStateInactive；UIApplicationStateBackground。suspended和not running很明顯不可能在運行代碼期間檢測到，所以沒有它們無對應的值。

返回代碼，加入app處在active狀態，你需要更新label標籤，否則，將更新信息打印到控制檯即可。在後臺狀態時仍需要更新label標籤，但現在需要演示的是app進入後臺後，仍能接收回調。

現在要做的是完成play/pause按鈕的工作，即實現didTapPlayPause方法，添加該方法至TBFirstViewController.m中：

- (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender
{
    self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;
    if (self.btnPlayPause.selected)
    {
        [self.player play];
    }
    else
    {
        [self.player pause];
    }
}

所有代碼完成，運行之：

點擊‘player’按鈕，音樂將起，good。

現在我們來測試下後臺模式的工作情況，點擊home（模擬器：Cmd+shift+H）後，但是此刻音樂也隨之停止了。爲什麼？因爲還有關鍵的一塊沒有完成。

大多數後臺模式（除了3，有限時長任務外），你需要在info.plist中添加一個key，來聲明該app在後臺時要運行代碼。

返回Xcode，操作以下：

1，點擊項目

2，點擊info

3，點擊“+”

4，在出現的列表中，選擇‘Required Background Modes’

當選擇了4中的條目後，Xcode將會在該條目下創建一個數組，並含有一個空條目。點擊該子條目右側，並選擇‘App plays audio’。在顯示的列表中，課餘ikandao所有本文介紹的後臺模式，當然也包含一些基於某些硬件的條目信息。

再次運行項目，播放音樂，然後點擊‘Home’鍵，app進入後臺，但音樂照就播放了。

假如仍然沒有出現上述效果，可能是因爲你用的是模擬器，試着用真機測試，應該沒問題。

你也可以通過查看在Xcode控制檯的時間更新來證明在後臺app仍是工作的。

GitHub上關於本後臺模式的演示項目：BackgroundMusic

2，實時接收定位更新

在定位後臺模式中，即便app處在後臺模式，它仍能根據定位委託事件來接收用戶的位置更新信息。

需要提醒的是：僅當你的app確實能夠根據後臺定位來提供有益於用戶的價值，纔可使用該模式。否則，你用了該模式，但對apple看來，用戶毫無獲益，你的app將會被拒。有時apple也會要求你在app添加一段警告，即告知用戶你的app會增加電池的使用量。

演示項目的第二個tab就是關於定位更新的。打開TBSecondViewController.m文件，將以下聲明

@property (nonatomic, strong) CLLocationManager *locationManager;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *locations;

添加在：

@interface TBSecondViewController ()
 
// add code here
 
@end

中。

CLLocationManager用來獲取設備的定位更新信息。

loactions數組用來存貯多個將被標記到map上的位置信息。

在viewDidLoad末尾添加：

  self.locations = [[NSMutableArray alloc] init];
        self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];
        self.locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;
        self.locationManager.delegate = self;

將保存位置更新信息的數組初始化。

初始化CLLocationManager對象，並設置其精度（這個可以根據需要設置其值，接下來將會介紹更多的精度設置）屬性。

完成方法：

- (IBAction)accuracyChanged:(id)sender
{
    const CLLocationAccuracy accuracyValues[] = {
        kCLLocationAccuracyBestForNavigation,
        kCLLocationAccuracyBest,
        kCLLocationAccuracyNearestTenMeters,
        kCLLocationAccuracyHundredMeters,
        kCLLocationAccuracyKilometer,
        kCLLocationAccuracyThreeKilometers};
 
    self.locationManager.desiredAccuracy = accuracyValues[self.segmentAccuracy.selectedSegmentIndex];
}

accuracyValue數組包含CLLocationManager的desireAccuracy屬性中所有可能的值。

或許你認爲這是很笨拙的方法，爲什麼不能將accuracy屬性一直設置爲最高精度吶？這是因爲考慮到電量的消耗。精度越低，電量使用越少。

所以綜上，當你的app不需要精度太高時，儘量選擇精度和你需求的最接近的值即可。你也可以根據需要隨時修改它。

不考慮desiredAccuracy的值distanceFilter時，還有一個屬性用來控制app多久進行一次定位更新。當設備移動達到一定的距離時（m），該屬性來控制locationManager接收定位更新。爲了節省電量，該屬性應該在滿足要求情況下，越高越好。

添加如下代碼來開始獲取/暫停定位更新;

- (IBAction)enabledStateChanged:(id)sender
{
    if (self.switchEnabled.on)
    {
        [self.locationManager startUpdatingLocation];
    }
    else
    {
        [self.locationManager stopUpdatingLocation];
    }
}

在xib文件中有UISwitch控件，並鏈接至該方法，以開啓/關閉定位追蹤。

實現CLLocationManagerDelegate方法，來獲取更新的信息：

#pragma mark - CLLocationManagerDelegate
 
/*
 *  locationManager:didUpdateToLocation:fromLocation:
 *
 *  Discussion:
 *    Invoked when a new location is available. oldLocation may be nil if there is no previous location
 *    available.
 *
 *    This method is deprecated. If locationManager:didUpdateLocations: is
 *    implemented, this method will not be called.
 */
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager
    didUpdateToLocation:(CLLocation *)newLocation
           fromLocation:(CLLocation *)oldLocation
{
    // Add another annotation to the map.
    MKPointAnnotation *annotation = [[MKPointAnnotation alloc] init];
    annotation.coordinate = newLocation.coordinate;
    [self.map addAnnotation:annotation];
 
    // Also add to our map so we can remove old values later
    [self.locations addObject:annotation];
 
    // Remove values if the array is too big
    while (self.locations.count > 100)
    {
        annotation = [self.locations objectAtIndex:0];
        [self.locations removeObjectAtIndex:0];
 
        // Also remove from the map
        [self.map removeAnnotation:annotation];
    }
 
    if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        // determine the region the points span so we can update our map's zoom.
        double maxLat = -91;
        double minLat =  91;
        double maxLon = -181;
        double minLon =  181;
 
        for (MKPointAnnotation *annotation in self.locations)
        {
            CLLocationCoordinate2D coordinate = annotation.coordinate;
 
            if (coordinate.latitude > maxLat)
                maxLat = coordinate.latitude;
            if (coordinate.latitude < minLat)
                minLat = coordinate.latitude;
 
            if (coordinate.longitude > maxLon)
                maxLon = coordinate.longitude;
            if (coordinate.longitude < minLon)
                minLon = coordinate.longitude;
        }
 
        MKCoordinateRegion region;
        region.span.latitudeDelta  = (maxLat +  90) - (minLat +  90);
        region.span.longitudeDelta = (maxLon + 180) - (minLon + 180);
 
        // the center point is the average of the max and mins
        region.center.latitude  = minLat + region.span.latitudeDelta / 2;
        region.center.longitude = minLon + region.span.longitudeDelta / 2;
 
        // Set the region of the map.
        [self.map setRegion:region animated:YES];
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. New location is %@", newLocation);
    }
}

本文並非關於專注位置相關技術，故簡要說明：當app是active時，將依據位置信息更新地圖；app是background時，只將位置更新信息打印到Xcode的控制檯上。

接下來我們來修改info.plist，以支持後臺模式，別重蹈覆轍。添加另外一個條目（‘app register for location updates’）至數組，app便會在進入後臺後，仍能繼續接收位置更新信息。

運行項目，並切換至第二個tab，講switch控件置爲‘ON’狀態。

當app首次運行時，將會彈出一個對話框提示是否允許該app訪問location定位服務。點擊ok並移動設備，你應該看到位置更新情況，在模擬器上也可以模擬。

大致效果如下：

點擊Home鍵，將app置於後臺，移動設備，可以看到在控制檯上輸出更新信息。片刻，將app置於前臺，將會看到所有的地圖標註pins都更新爲後臺獲取的新的位置。

假如應用模擬器，可以模擬移動效果，工具如圖：

將location設置爲Freeway Drive，點擊home鍵。當你定位到一加州高速路上時，將會看到控制檯上打印出來的信息。

2013-03-07 22:31:11.667 TheBackgrounder[52611:c07] App is backgrounded. New location is <+37.33500926,-122.03272188> +/- 5.00m (speed 7.74 mps / course 246.09) @ 3/7/13, 10:31:11 PM Eastern Daylight Time
2013-03-07 22:31:12.670 TheBackgrounder[52611:c07] App is backgrounded. New location is <+37.33497737,-122.03281282> +/- 5.00m (speed 9.18 mps / course 251.37) @ 3/7/13, 10:31:12 PM Eastern Daylight Time
2013-03-07 22:31:13.669 TheBackgrounder[52611:c07] App is backgrounded. New location is <+37.33494812,-122.03292120> +/- 5.00m (speed 10.78 mps / course 251.72) @ 3/7/13, 10:31:13 PM Eastern Daylight Time
2013-03-07 22:31:14.658 TheBackgrounder[52611:c07] App is backgrounded. New location is <+37.33492222,-122.03304215> +/- 5.00m (speed 12.11 mps / course 254.18) @ 3/7/13, 10:31:14 PM Eastern Daylight Time

有關該模式的演示代碼：BackgroundLocation 。

第三個tab即第三種後臺模式

有限時長的後臺任務（performing finite-Length Tasks --or，whatever）

這個模式官方稱謂叫‘Executing a finite-Length Task in the background’，簡稱爲‘whatever’。

從技術上講，這不是一個後臺模式，因爲你不需要在info.plist文件中聲明你要用這種後臺模式。而是依據一個API，當app進入後臺後，在有限的時間內允許執行任意的代碼。

比如，你可以應用此模式完成一個上傳或者下載任務。形如你創建了一個圖片分享app（或者其它），用戶選擇了一個圖片，並切離該app，可能沒有時間去將圖片傳至服務器上，但是利用此模式的API，你將獲取一定CPU時間來完成上傳。

上述只是一例，該後臺執行代碼是任意的，你可以利用此API去做任何事。執行很複雜的運算，給圖片添加過濾器，渲染一個3D等等。但是需要注意的是你僅獲得有限的時間，而非無限制的。

app進入後臺後，這個執行時間有多長，將取決於IOS。獲取的時長不確定，但是你可以一直檢測着UIApplication的backgroundTimeRemaning屬性，它講告訴你還剩有多久。

普遍但非經API文檔說明，你可能有10分鐘的時間--所以不要依賴這個數字，你也可能只獲得5分鐘甚至於5秒都有可能，故app需要時刻做好任何可能的打算。

下面是一個普通任務：廣爲熟知的斐波拉切數列FibonacciSequence。下面將演示在後臺進行運算。

打開TBThirdViewController.m文件，添加屬性：

@property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *previous;
@property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *current;
@property (nonatomic) NSUInteger position;
@property (nonatomic, strong) NSTimer *updateTimer;
@property (nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundTask;

到

@interface TBThirdViewController ()
 
// add code here
 
@end

中。

NSDecimalNumber將持有數列中2個上次的值，NSDecimalNumber對象可保存非常大的數，所以此處應用非常適合。

position計數器，在序列中告知你當前數的位置。

應用updateTimer演示持續計算過程，並能減緩計算過程，以方便觀察。

加如下代碼至viewDidLoad結尾：

self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;

關鍵：

- (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender
{
    self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;
    if (self.btnPlayPause.selected)
    {
        self.previous = [NSDecimalNumber one];
        self.current  = [NSDecimalNumber one];
        self.position = 1;
 
        self.updateTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5
                                                            target:self
                                                          selector:@selector(calculateNextNumber)
                                                          userInfo:nil
                                                           repeats:YES];
 
        self.backgroundTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
            NSLog(@"Background handler called. Not running background tasks anymore.");
            [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];
            self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;
        }];
    }
    else
    {
        [self.updateTimer invalidate];
        self.updateTimer = nil;
        if (self.backgroundTask != UIBackgroundTaskInvalid)
        {
            [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];
            self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;
        }
    }
}

詳解上述代碼，探討如何使用API的。

通過切換按鈕的selected屬性來決定是否進行計算，或者準備開始或者結束。

首先設置數列，接着創建NSTimer，並開啓，使之每隔0.5秒執行一次calculateNextNumber方法。

下面即是最精要代碼：調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander：方法，告知IOS一旦app進入後臺，將需要更多的時間來完成某些操作。調用之後，app若進入後臺，仍獲取部分CPU時長，直至調用endBackgroudTask：方法。

當然，如你不調用endBackgroudTask：方法，經過一段的後臺時長，IOS將調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander中定義的Block，讓你結束正在執行的代碼，所以此處是調用endBackgroudTask的好地方，告知IOS已經完成相關功能。若你不理會此方法的調用，依然執行代碼的話，app將會被強制終止。

if之後使timer無效（invalidates）：並調用endBackgroudTask：方法告知IOS不再需要額外的後臺時間。

每次調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander時調用endBackgroudTask：是很重要的。假如調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander兩次，而只調用endBackgroudTask一次，app將仍請求有CPU時間，直到用第二次backgroundtask的值再一次調用endBackgroudTask爲止。這也是需要background值的原因。

補全代碼：

- (void)calculateNextNumber
{
    NSDecimalNumber *result = [self.current decimalNumberByAdding:self.previous];
 
    if ([result compare:[NSDecimalNumber decimalNumberWithMantissa:1 exponent:40 isNegative:NO]] == NSOrderedAscending)
    {
        self.previous = self.current;
        self.current  = result;
        self.position++;
    }
    else
    {
        // This is just too much.... Let's start over.
        self.previous = [NSDecimalNumber one];
        self.current  = [NSDecimalNumber one];
        self.position = 1;
    }
 
    NSString *currentResultLabel = [NSString stringWithFormat:@"Position %d = %@", self.position, self.current];
    if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        self.txtResult.text = currentResultLabel;
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. Next number = %@", currentResultLabel);
        NSLog(@"Background time remaining = %.1f seconds", [UIApplication sharedApplication].backgroundTimeRemaining);
    }
}

此處比較有意思的是backgroundTimeRemaining的值。此代碼僅當調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的block時才停止。

運行項目，並切換至第三個tab。

點擊開始，查看app計算情況。點擊home鍵，查看控制檯輸出情況，you should see the app still updating the numbers while the time remaining goes down。

在大多數情況下，這個後臺時長始以600s（10分鐘）到最低5s。當時長達到5s即過期時（也可能是其它時長），過期block將被調用，app停止輸出信息。此時返回app，timer將重新運行。

在上面代碼中僅有一個bug，由此可以解釋什麼是‘後臺通知’。

假設將app置於後臺，知道過期，app將調用過期block，並執行endBackgroudTask。結束後臺時間需求。

此刻再次重回app，timer將繼續fire。但再次置於後臺，將不會再有後臺時長。這是爲什麼？因爲在過期後和再次進入後臺時沒有再次調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander。

有多種解決方式來修正此bug，其中之一是利用app狀態更改監聽來更正之。

2種獲取狀態更改通知：

1，通過main app delegate方法。

2，監聽IOS發送來的監聽事件。

UIApplicationWillResignActiveNotification和applicationWillResignActive：當app將要置爲inactive狀態時，前者將被sent，後者將被調用。此時，app尚未進入後臺--仍是前臺app但不會接收任何UI事件。

UIApplicationDidEnterBackgroundNotification和applicationDidEnterBackground：app置爲後臺時將被sent和調用。此時，app不再active，並且這是最後運行代碼的機會。這也是調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的執行時間，若想獲得更多的CPU時長的話。

UIapplicationWillEnterForegroundNotification和applicationWillEnterForeground：app將至active狀態時將被sent和調用。app此時仍在後臺，但你已經可以開始你要做的代碼了。也是調用endBackgroudTask的好時刻，若是在進入後臺時調用beginBackgroundTaskWithExpirationHander的話。

UIApplicationDidBecomeActiveNotification和applicationDidBecomeActive：在上面的事件發生後，自後臺後，將被sent和調用；或者在app被臨時中斷後，比如一個電話呼叫。並非真正的進入後臺，將會收到UIApplicationWillResignActiveNotification監聽事件。

你可以在apple文檔中查看上述流程的圖列：App States and Multitasking 。

下一部分將會介紹如何使用這些監聽，解決beginBackgroundTaskWithExpirationHander 的bug將留爲一個課後聯繫。

演示代碼：BackgroundWhatever 。

雜誌下載

在IOS5中，apple介紹了雜誌API：允許建立雜誌類報紙類的app，並且具有一些別於其它app的特性。用雜誌API創建的app在安裝到原生雜誌app裏以前它不具有app icon的。

雜誌後臺模式非常便於雜誌類app。他提供了一個API集來使app下載大文件（一般爲期刊雜誌）變得容易。即使你的app不是在active狀態，它也支持下載知道完成。

附：如果你想更具體瞭解雜誌類app，IOS5 by Tutorials有相關的章節。

實例項目的xib中，在UIWebView控件上有一個載有URL的UITextField，默認的URL爲：https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ProgrammingWithObjectiveC/ProgrammingWithObjectiveC.pdf

這個一個PDF的鏈接文件，方便展示app進入後臺後，仍然可以繼續下載的效果。其他的大文件下載鏈接亦可。

開始在TBFourthViewController.m文件中添加2個屬性：

@property (nonatomic, strong) NKIssue *currentIssue;
@property (nonatomic, strong) NSString *issueFilename;

完善UITextFieldDelegate方法，響應編輯好textfiled，並點擊return後的操作：

#pragma mark - UITextFieldDelegate
 
- (BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField
{
    self.webView.hidden = YES;
    self.progress.progress = 0.0f;
    self.progress.hidden = NO;
 
    NKLibrary *library = [NKLibrary sharedLibrary];
    for (NKIssue *issue in [library.issues copy])
    {
        [library removeIssue:issue];
    }
    self.currentIssue = [library addIssueWithName:@"test" date:[NSDate date]];
 
    NSURL *downloadURL = [[NSURL alloc] initWithString:self.txtURL.text];
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:downloadURL];
    NKAssetDownload *assetDownload = [self.currentIssue addAssetWithRequest:request];
    [assetDownload downloadWithDelegate:self];
    [textField resignFirstResponder];
    return YES;
}

首先講webView隱藏，並顯示置零的progress。

NKLibrary提供一個單例來管理app中雜誌/報紙的issues。利用它來創建NKIssue對象。

移除所有現存的issue以防添加issue時出現重名錯誤。

創建issue，命名。在真實的生產環境下，名稱需是唯一，issue名稱或者號碼序列。

以textfield的值建立NSURL對象，並創建NSURLRequest，將其添加至NKIssue對象中，返回NKAssetDownload對象，開啓下載任務，並設置self爲delegate。

實現NSURLConnection的一個委託方法（可選），即用於接收下載的進度：

#pragma mark - NSURLConnectionDownloadDelegate
 
- (void)connection:(NSURLConnection *)connection
      didWriteData:(long long)bytesWritten
 totalBytesWritten:(long long)totalBytesWritten
expectedTotalBytes:(long long)expectedTotalBytes
{
    float progress = (float)totalBytesWritten / (float)expectedTotalBytes;
    if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        self.progress.progress = progress;
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. Progress = %.1f", progress);
    }
}
 
- (void)connectionDidFinishDownloading:(NSURLConnection *)connection
                        destinationURL:(NSURL *)destinationURL
{
    self.issueFilename = destinationURL.pathComponents.lastObject;
    NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];
 
    [[NSFileManager defaultManager] moveItemAtURL:destinationURL
                                            toURL:fileURL
                                            error:nil];
 
    if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        self.webView.hidden = NO;
        self.progress.hidden = YES;
        NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];
        [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");
    }
}

第一個方法在下載數據有更新時被調用。不需要太多操作，OS進行下載數據，app只要趕住UI更新即可，當然區分app處的狀態。

第二個方法是當下載完成時被調用。然後將下載的文件遷移到NewsstandAPI期望的目錄下。並且當設備空間不足時允許API進行刪除老的issues。

文件遷移之後，當app爲active時更新UI，否則打印至控制檯上。

但當app處後臺時，下載完成，將如何處理？webVIew不會更新PDF。我們可以利用監聽事件來時刻關注上述問題。

首先在上述方法中找到並提取出更新代碼，避免重複代碼（時刻銘記保持代碼DRY），在本m文件的任何地方添加如下方法：

- (void)updateWebView
{
    self.webView.hidden = NO;
    self.progress.hidden = YES;
    NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];
    [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];
}

從connectionDidFinishDownloading：destinationURL：移除多餘代碼，使之爲下：

  if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        [self updateWebView];
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");
    }

添加如下方法，當app爲active狀態時調用

- (void)appBecameActive
{
    if (self.currentIssue && self.currentIssue.downloadingAssets.count == 0 && self.webView.hidden)
    {
        [self updateWebView];
    }
}

最後，在viewDidLoad最後添加：

  [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
                                             selector:@selector(appBecameActive)
                                                 name:UIApplicationDidBecomeActiveNotification
                                               object:nil];

無論何時添加監聽，不要忘記對應的添加移除操作，在dealloc中：

- (void)dealloc
{
   [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];
}

最後一步，在info.plst中添加鍵值。這次需要2個鍵值對來使app成爲一個雜誌類app。

在Required background modes數組下添加：

接着創建一個新的key，並選擇application presents content in Newsstand，在value中改爲boolean屬性，並設置爲YES：

運行之，效果：

ok，它在前臺工作很好，但是它還未經真實的測試。

重新運行，在下載時點擊HOME，將看到打印到控制檯的信息，重回APP，將看到webview已經更新PDF，ok，正確。

假如網絡很好的情況下，可能還沒有來得及看到控制檯的信息，下載過程就很快完成了。這種情況，你可以在設備上運行該app，並使用較大文件下載，或者將網絡調至成較差的情況。

需要注意的是你的app並不含有一個正規的icon圖片，它是在newsstandAPP中的並且有個默認的雜誌icon。

演示項目：BackgroundNewsstand。

5，提供VoIP服務

最後一個是一個強大的後臺模式，它允許你的APP在後臺時運行任意代碼。這個後臺模式相較‘任意時長（whatever）’的更好，因爲它沒有時長限制即不限時。

更重要的，app若崩潰或者重啓設備，APP仍然自動在後臺運行。good。

當然，使用它的前提是：你的APP必須提供給用戶VoIP功能纔可以，否則，apple將會拒掉。

VoIP app的創建超出本文所述，但我會闡述基本。

VoIP：Voice over IP或者網絡電話。本文中，你將建立一個簡單app並鏈接至服務器，在後臺時仍保持鏈接，app接收訊息時回調。

打開TBFifthViewController.m文件，添加如下屬性聲明：

@property (nonatomic, strong) NSInputStream *inputStream;
@property (nonatomic, strong) NSOutputStream *outputStream;
@property (nonatomic, strong) NSMutableString *communicationLog;
@property (nonatomic) BOOL sentPing;

在@implementation TBFifthViewController之前，定義字串常量，在鏈接中會用到：

const uint8_t pingString[] = "ping\n";
const uint8_t pongString[] = "pong\n";

下面是一個簡便方法添加到TextView上的。用它來判斷是否鏈接完成，是否中斷或者接收到訊息。

- (void)addEvent:(NSString *)event
{
    [self.communicationLog appendFormat:@"%@\n", event];
    if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)
    {
        self.txtReceivedData.text = self.communicationLog;
    }
    else
    {
        NSLog(@"App is backgrounded. New event: %@", event);
    }
}

app是active時其追加字串並更新UI，否則處在後臺模式時僅打印在控制檯上。

下面方法在用戶點擊連接按鈕時調用：

- (IBAction)didTapConnect:(id)sender
{
    if (!self.inputStream)
    {
        // 1
        CFReadStreamRef readStream;
        CFWriteStreamRef writeStream;
        CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)(self.txtIP.text), [self.txtPort.text intValue], &readStream, &writeStream);
 
        // 2
        self.sentPing = NO;
        self.communicationLog = [[NSMutableString alloc] init];
        self.inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *)readStream;
        self.outputStream = (__bridge_transfer NSOutputStream *)writeStream;
        [self.inputStream setProperty:NSStreamNetworkServiceTypeVoIP forKey:NSStreamNetworkServiceType];
 
        // 3
        [self.inputStream setDelegate:self];
        [self.outputStream setDelegate:self];
        [self.inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [self.outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
 
        // 4
        [self.inputStream open];
        [self.outputStream open];
 
        // 5
        [[UIApplication sharedApplication] setKeepAliveTimeout:600 handler:^{
            if (self.outputStream)
            {
                [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];
                [self addEvent:@"Ping sent"];
            }
        }];
    }
}

看起來有點複雜，因爲創建了2條stream。

1，應用CFStreamCreatePairWithSocketToHost方法是最簡便的方式，意味着此後更多的橋接（bridging）可以應用NSInputStream和NSOutputStream類。

2，以CFStreamCreatePairWithSocketToHost創建2個stream對後，將它們轉換成oc類，setProperty：forKey方法調用非常重要，由此告知OS，app在後臺時，鏈接仍需保持。該設置只需在input stream完成即可。

3，設置s2個tream的委託對象爲self，並將runloop設置爲main runloop。OS需要確定委託方法需要在哪個runloop下被調用，本例中最適合的runloop便是和app主線程相關的。爲了在接收到信息後更新UI，故需要設置在main runloop中。

4，設置好後，開啓2個stream。

5，調用setKeepAliveTimeout：handler：，app在後臺時將會定期調用handler。運行在其中做任何事情，但是它應當用於發送‘ping’到服務器，來保持鏈接可用。上述代碼設置爲每隔10 min進行ping操作（文檔所示的最小值）。在此唯一做的便是ping服務器，並打印輸出。

添加stream委託事件來接收鏈接更新：

#pragma mark - NSStreamDelegate
 
- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode
{
    switch (eventCode) {
        case NSStreamEventNone:
            // do nothing.
            break;
 
        case NSStreamEventEndEncountered:
            [self addEvent:@"Connection Closed"];
            break;
 
        case NSStreamEventErrorOccurred:
            [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Had error: %@", aStream.streamError]];
            break;
 
        case NSStreamEventHasBytesAvailable:
            if (aStream == self.inputStream)
            {
                uint8_t buffer[1024];
                NSInteger bytesRead = [self.inputStream read:buffer maxLength:1024];
                NSString *stringRead = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer length:bytesRead encoding:NSUTF8StringEncoding];
                stringRead = [stringRead stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet newlineCharacterSet]];
 
                [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Received: %@", stringRead]];
 
                if ([stringRead isEqualToString:@"notify"])
                {
                    UILocalNotification *notification = [[UILocalNotification alloc] init];
                    notification.alertBody = @"New VOIP call";
                    notification.alertAction = @"Answer";
                    [[UIApplication sharedApplication] presentLocalNotificationNow:notification];
                }
                else if ([stringRead isEqualToString:@"ping"])
                {
                    [self.outputStream write:pongString maxLength:strlen((char*)pongString)];
                }
            }
            break;
 
        case NSStreamEventHasSpaceAvailable:
            if (aStream == self.outputStream && !self.sentPing)
            {
                self.sentPing = YES;
                if (aStream == self.outputStream)
                {
                    [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];
                    [self addEvent:@"Ping sent"];
                }
            }
            break;
 
        case NSStreamEventOpenCompleted:
            if (aStream == self.inputStream)
            {
                [self addEvent:@"Connection Opened"];
            }
            break;
 
        default:
            break;
    }
}

該方法涵蓋了鏈接中所有可能的事件，大多數是簡單的自我說明的。

NSStreamEventHasBytesAvailable：一般發生在inputstream中，但是你必須要檢測。讀取數據至字串中，消去換行符等，打印出來。

附：如果事件是‘notify’，創建一個本地通知。在真實的VoIP中，該行爲應是對應一個接入呼叫。即使在後臺，本地通知亦展示出來。

如果是‘ping’，應該回應服務器‘pong’。

NSStreamEventHasSpaceAvailable：輸出的數據爲空，僅當首次接收到時，發送ping。

然後打開info.plist文件，在Required background Modes數組下添加App provides Voice over IP services：

運行項目前，需要一個測試服務器。你可以應用mac已有的工具，叫做netcat。可以實現簡單的基於文本的服務器。

打開終端，鍵入：

nc -l 10000

命令開始了一個在端口10000上運行的服務器，並開啓監聽鏈接，返回Xcode，運行項目：

若在模擬器上運行，可以設置地位爲127.0.0.1，若真機測試，應找出測試mac的ip地址。

點擊connect，鏈接正常開始的話，可以看到控制檯的輸出：

如果要測試通知命令，需要在真機上測試。有關通知的內容目前在模擬器上無法測試。

點擊HOME進入後臺，在終端發送ping，你仍可在控制檯輸出中看到pong的迴應。、

如果運行在真機上，當app是後臺模式時，試着發送nitify命令給它，可以看到：

演示項目：backgroundVoIP 。

何去何從？

你可下載關於本文的所有的資源文件：full Project。

若想閱讀關於本文技術相關的apple文檔，請移步：Background Execution and multitasking 。文檔很好的的解釋了每個後臺模式，每個部分均有合適的外鏈文檔。

本文特別值得關注的是：being a responsible background app。在發佈你的具有後臺模式的app之前，有一些可行/不可行的細節。

全部項目在my GitHub，下載，fork，並修複相關bug，祝愉快。