0. 引子
iOS應(yīng)用程序一般都是由自己編寫的代碼和系統(tǒng)框架(system frameworks)組成，系統(tǒng)框架提供一些基本infrastructure給所有app來(lái)運(yùn)行，而你提供自己編寫的代碼來(lái)定制app的外觀和行為。因此，了解iOS infrastructure和它們?nèi)绾喂ぷ鲗?duì)編寫app是很有幫助的。
1. Main函數(shù)入口
所有基于C編寫的app的入口都是main
函數(shù)，但iOS應(yīng)用程序有點(diǎn)不同。不同就是你不需要為iOS應(yīng)用程序而自己編寫main
函數(shù)，當(dāng)你使用Xcode創(chuàng)建工程的時(shí)候就已經(jīng)提供了。除非一些特殊情況，否則你不應(yīng)該修改Xcode提供的main
函數(shù)實(shí)現(xiàn)。示例代碼如下：
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
int main(int argc, char * argv[])
{
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
上面實(shí)例代碼中有一個(gè)很重要的函數(shù)UIApplicationMain，它主要是創(chuàng)建app的幾個(gè)核心對(duì)象來(lái)處理以下過(guò)程：
- 1.從可用Storyboard文件加載用戶界面
- 2.調(diào)用AppDelegate自定義代碼來(lái)做一些初始化設(shè)置
- 3.將app放入Main Run Loop環(huán)境中來(lái)響應(yīng)和處理與用戶交互產(chǎn)生的事件
2.應(yīng)用程序的架構(gòu)
2.1 MVC
iOS應(yīng)用程序都遵循Model-View-Controller
的架構(gòu)，Model負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和處理業(yè)務(wù)邏輯，View負(fù)責(zé)顯示數(shù)據(jù)和與用戶交互，Controller是兩者的中介，協(xié)調(diào)Model和View
相互協(xié)作。它們的通訊規(guī)則如下：
- 1.Controller能夠訪問(wèn)Model和View，Model和View不能互相訪問(wèn)
- 2.當(dāng)View與用戶交互產(chǎn)生事件時(shí)，使用target-action方式來(lái)處理
- 3.當(dāng)View需要處理一些特殊UI邏輯或獲取數(shù)據(jù)源時(shí)，通過(guò)delegate或data source方式交給Controller來(lái)處理
- 4.Model不能直接與Controller通信，當(dāng)Model有數(shù)據(jù)更新時(shí)，可以通過(guò)Notification或KVO (Key Value Observing)來(lái)通知Controller更新View
2.2 幾個(gè)關(guān)鍵對(duì)象
了解iOS的MVC設(shè)計(jì)模式之后，我們從下圖來(lái)了解在MVC模式下iOS應(yīng)用程序有哪些關(guān)鍵對(duì)象以及它們職責(zé)主要是什么？
1.UIApplication對(duì)象
用戶與iOS設(shè)備交互時(shí)產(chǎn)生的事件(Multitouch Events，Motion Event，Remote Control Event)交由UIApplication
對(duì)象來(lái)分發(fā)給control objects(UIControl)對(duì)應(yīng)的target objects來(lái)處理并且管理整個(gè)事件循環(huán)，而一些關(guān)于app運(yùn)行時(shí)重要事件委托給app delegate
來(lái)處理。2.App delegate對(duì)象
App delegate對(duì)象遵循UIApplicationDelegate
協(xié)議，響應(yīng)app運(yùn)行時(shí)重要事件(app啟動(dòng)、app內(nèi)存不足、app終止、切換到另一個(gè)app、切回app)，主要用于app在啟動(dòng)時(shí)初始化一些重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；例如，初始化UIWindow，設(shè)置一些屬性，為window添加rootViewController。3.View controller對(duì)象
View Controller有一個(gè)view屬性是view層次結(jié)構(gòu)中的根view，你可以添加子view來(lái)構(gòu)建復(fù)雜的view；controller有一些viewDidLoad、viewWillAppear等方法來(lái)管理view的生命周期；由于它繼承UIResponder，所有還會(huì)響應(yīng)和處理用戶事件。4.Documents和data model對(duì)象
data model對(duì)象主要用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。例如，餓了么app在搜索切換地址后，有歷史記錄搜索地址歷史，當(dāng)app下次啟動(dòng)時(shí)，讀取和顯示搜索地址歷史。document對(duì)象(繼承UIDocument)用來(lái)管理一些或所有的data model對(duì)象。document對(duì)象并不是必須的，但提供一種方便的方式來(lái)分組屬于單個(gè)文件或多個(gè)文件的數(shù)據(jù)。5.UIWindow對(duì)象UIWindow
對(duì)象位于view層次結(jié)構(gòu)中的最頂層，它充當(dāng)一個(gè)基本容器而不顯示內(nèi)容，如果想顯示內(nèi)容，添加一個(gè)content view到window。它也是繼承UIResponder
，所以它也是會(huì)響應(yīng)和處理用戶事件。6.View、control、layer對(duì)象
View對(duì)象可以通過(guò)addSubview和removeFromSuperview 等方法管理view的層次結(jié)構(gòu)，使用layoutIfNeeded和setNeedsLayout等方法布局view的層次結(jié)構(gòu)，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)提供view已經(jīng)滿足不了你想要的外觀需求時(shí)，可以重寫drawRect方法或通過(guò)layer屬性來(lái)構(gòu)造復(fù)雜的圖形外觀和動(dòng)畫。還有一點(diǎn)，UIView也是繼承UIResponder，所以也能夠處理用戶事件。
Control對(duì)象通常就是處理特定類型用戶交互的View，常用的有button、switch、text field等。
除了使用View和Control來(lái)構(gòu)建view層次結(jié)構(gòu)來(lái)影響app外觀之外，還可以使用Core Animation框架的Layer對(duì)象來(lái)渲染view外觀和構(gòu)建復(fù)雜的動(dòng)畫。
3. Main Run Loop
一個(gè)iOS應(yīng)用程序的main run loop主要作用是處理所有與用戶相關(guān)的事件。UIApplication對(duì)象在啟動(dòng)時(shí)就設(shè)置main run loop和使用它來(lái)處理事件和更新基于view的界面。正如它名字所示，main run loop是運(yùn)行在應(yīng)用程序的主線程。這樣就確保與接收到用戶相關(guān)的事件被有序地處理。
下圖顯示main run loop的架構(gòu)和用戶事件最終是怎樣被應(yīng)用程序處理。當(dāng)用戶與設(shè)備交互時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)生成與交互關(guān)聯(lián)的事件，然后被應(yīng)用程序的UIKit通過(guò)一個(gè)特殊的端口來(lái)分發(fā)。應(yīng)用程序把事件放入隊(duì)列，然后逐個(gè)分發(fā)到main run loop來(lái)執(zhí)行。UIApplication
對(duì)象是第一個(gè)對(duì)象接收到事件，然后決定怎樣處理它。一個(gè)touch event通常都被分發(fā)到main window對(duì)象，然后依次分發(fā)到發(fā)生觸碰的view。其他event的接收事件對(duì)象路徑可能有點(diǎn)不同。
大多數(shù)的事件通過(guò)使用main run loop來(lái)分發(fā)，但有些不是。有些事件被發(fā)送到一個(gè)delegate對(duì)象或傳遞到你提供的block中。想了解更多如何處理大多數(shù)類型的事件，其中包括touch、remote control、motion、accelerometer和gyroscopic等事件，請(qǐng)查閱Event Handle Guide for iOS。
4. 應(yīng)用程序的狀態(tài)和多任務(wù)
4.1
有時(shí)系統(tǒng)會(huì)從app一種狀態(tài)切換另一種狀態(tài)來(lái)響應(yīng)系統(tǒng)發(fā)生的事件。例如，當(dāng)用戶按下home鍵、電話打入、或其他中斷發(fā)生時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的應(yīng)用程序會(huì)切換狀態(tài)來(lái)響應(yīng)。應(yīng)用程序的狀態(tài)有以下幾種：
- Not running：app還沒(méi)運(yùn)行
- Inactive：app運(yùn)行在foreground但沒(méi)有接收事件
- Active：app運(yùn)行在foreground和正在接收事件
- Background：運(yùn)行在background和正在執(zhí)行代碼
- Suspended：運(yùn)行在background但沒(méi)有執(zhí)行代碼
4.2
大多數(shù)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)都會(huì)調(diào)用delegate對(duì)象對(duì)應(yīng)的方法來(lái)響應(yīng)app的狀態(tài)改變。下面匯總了delegate對(duì)象的所有方法，當(dāng)app狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)，你可能會(huì)使用到它們。
- application:willFinishLaunchingWithOptions: - 這個(gè)方法是你在啟動(dòng)時(shí)的第一次機(jī)會(huì)來(lái)執(zhí)行代碼
- application:didFinishLaunchingWithOptions: - 這個(gè)方法允許你在顯示app給用戶之前執(zhí)行最后的初始化操作
- applicationDidBecomeActive: - app已經(jīng)切換到active狀態(tài)后需要執(zhí)行的操作
- applicationWillResignActive: - app將要從前臺(tái)切換到后臺(tái)時(shí)需要執(zhí)行的操作
- applicationDidEnterBackground: - app已經(jīng)進(jìn)入后臺(tái)后需要執(zhí)行的操作
- applicationWillEnterForeground: - app將要從后臺(tái)切換到前臺(tái)需要執(zhí)行的操作，但app還不是active狀態(tài)
- applicationWillTerminate: - app將要結(jié)束時(shí)需要執(zhí)行的操作
4.3
現(xiàn)在講下app啟動(dòng)、來(lái)回切換app和鎖屏?xí)r狀態(tài)的切換和調(diào)用對(duì)應(yīng)哪些delegate對(duì)象的方法：
- app啟動(dòng)和active/inactive
圖1
如圖所示，當(dāng)app啟動(dòng)時(shí)，首先由not running狀態(tài)切換到inactive狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用application:didFinishLaunchingWithOptions:方法；然后由inactive狀態(tài)切換到active狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用applicationDidBecomeActive:方法。
圖2
當(dāng)app發(fā)生中斷時(shí)，由active狀態(tài)切換到inactive狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用applicationWillResignActive:方法。
- 來(lái)回切換app
圖3
如圖所示，當(dāng)切換到另一個(gè)app時(shí)，由狀態(tài)active切換到inactive，此時(shí)調(diào)用applicationWillResignActive:方法；然后從inactive狀態(tài)切換到running狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用applicationDidEnterBackground:方法。
圖4
而當(dāng)切換回本來(lái)的app時(shí)，由running狀態(tài)切換到inactive狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用applicationWillEnterForeground:方法，然后由inactive狀態(tài)切換到active狀態(tài)，調(diào)用applicationDidBecomeActive:方法。
- 鎖屏
圖5
如何所示，當(dāng)手機(jī)鎖屏?xí)r，由狀態(tài)active
切換到inactive
，此時(shí)調(diào)用applicationWillResignActive:
；然后再由inactive
狀態(tài)切換到running
狀態(tài)，此時(shí)調(diào)用applicationDidEnterBackground:
方法。
更多關(guān)于app狀態(tài)切換以及調(diào)用app delegate
哪些方法，請(qǐng)觀看WWDC 2011 Session的session_320__adopting_multitasking_in_your_app視頻。
5. 應(yīng)用程序的終止
系統(tǒng)常常是為其他app啟動(dòng)時(shí)由于內(nèi)存不足而回收內(nèi)存最后需要終止應(yīng)用程序，但有時(shí)也會(huì)是由于app很長(zhǎng)時(shí)間才響應(yīng)而終止。如果app當(dāng)時(shí)運(yùn)行在后臺(tái)并且沒(méi)有暫停，系統(tǒng)會(huì)在應(yīng)用程序終止之前調(diào)用applicationWillTerminate:來(lái)保存用戶的一些重要數(shù)據(jù)以便下次啟動(dòng)時(shí)恢復(fù)到app原來(lái)的狀態(tài)。
6. 總結(jié)
本文總結(jié)了iOS應(yīng)用程序從啟動(dòng)到結(jié)束過(guò)程中有哪些關(guān)鍵對(duì)象在參與，以及當(dāng)用戶與系統(tǒng)交互時(shí)產(chǎn)生事件時(shí)，系統(tǒng)利用main run loop來(lái)管理事件循環(huán)，決定將事件交給系統(tǒng)哪些對(duì)象處理和如何處理。而當(dāng)app啟動(dòng)、來(lái)回切換app和鎖屏?xí)r，app的狀態(tài)如何切換和調(diào)用對(duì)應(yīng)的哪些app delegate對(duì)象來(lái)處理。
7. 擴(kuò)展閱讀
App Programming Guide for iOS
Developing iOS 7 App for iPhone and iPad
深入理解RunLoop
Objective-C Autorelease Pool 的實(shí)現(xiàn)原理
20180322iOS應(yīng)用生命周期總結(jié)
應(yīng)用程序的狀態(tài)：
Not running未運(yùn)行：程序沒(méi)啟動(dòng)。
Inactive未激活：程序在前臺(tái)運(yùn)行，不過(guò)沒(méi)有接收到事件。在沒(méi)有事件處理情況下程序通常停留在這個(gè)狀態(tài)。
Active激活：程序在前臺(tái)運(yùn)行而且接收到了事件。這也是前臺(tái)的一個(gè)正常的模式。
Backgroud后臺(tái)：程序在后臺(tái)而且能執(zhí)行代碼，大多數(shù)程序進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)后會(huì)在在這個(gè)狀態(tài)上停留一會(huì)。時(shí)間到之后會(huì)進(jìn)入掛起狀態(tài)(Suspended)。有的程序經(jīng)過(guò)特殊的請(qǐng)求后可以長(zhǎng)期處于Backgroud狀態(tài)。
Suspended掛起：程序在后臺(tái)不能執(zhí)行代碼。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把程序變成這個(gè)狀態(tài)而且不會(huì)發(fā)出通知。當(dāng)掛起時(shí)，程序還是停留在內(nèi)存中的，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存低時(shí)，系統(tǒng)就把掛起的程序清除掉，為前臺(tái)程序提供更多的內(nèi)存。
iOS的入口在main.m文件
int main(int argc, char *argv[])
{
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
main函數(shù)的兩個(gè)參數(shù)，iOS中沒(méi)有用到，包括這兩個(gè)參數(shù)是為了與標(biāo)準(zhǔn)ANSI C保持一致。 UIApplicationMain函數(shù)，前兩個(gè)和main函數(shù)一樣，重點(diǎn)是后兩個(gè)。
后兩個(gè)參數(shù)分別表示程序的主要類(principal class)和代理類(delegate class)。如果主要類(principal class)為nil，將從Info.plist中獲取，如果Info.plist中不存在對(duì)應(yīng)的key，則默認(rèn)為UIApplication；如果代理類(delegate class)將在新建工程時(shí)創(chuàng)建。
根據(jù)UIApplicationMain函數(shù)，程序?qū)⑦M(jìn)入AppDelegate.m，這個(gè)文件是xcode新建工程時(shí)自動(dòng)生成的。下面看一下AppDelegate.m文件，這個(gè)關(guān)乎著應(yīng)用程序的生命周期。
1、application didFinishLaunchingWithOptions：當(dāng)應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行，應(yīng)用程序啟動(dòng)入口，只在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一次。若用戶直接啟動(dòng)，lauchOptions內(nèi)無(wú)數(shù)據(jù),若通過(guò)其他方式啟動(dòng)應(yīng)用，lauchOptions包含對(duì)應(yīng)方式的內(nèi)容。
2、applicationWillResignActive：在應(yīng)用程序?qū)⒁苫顒?dòng)狀態(tài)切換到非活動(dòng)狀態(tài)時(shí)候，要執(zhí)行的委托調(diào)用，如 按下 home 按鈕，返回主屏幕，或全屏之間切換應(yīng)用程序等。
3、applicationDidEnterBackground：在應(yīng)用程序已進(jìn)入后臺(tái)程序時(shí)，要執(zhí)行的委托調(diào)用。
4、applicationWillEnterForeground：在應(yīng)用程序?qū)⒁M(jìn)入前臺(tái)時(shí)(被激活)，要執(zhí)行的委托調(diào)用，剛好與applicationWillResignActive 方法相對(duì)應(yīng)。
5、applicationDidBecomeActive：在應(yīng)用程序已被激活后，要執(zhí)行的委托調(diào)用，剛好與applicationDidEnterBackground 方法相對(duì)應(yīng)。
6、applicationWillTerminate：在應(yīng)用程序要完全推出的時(shí)候，要執(zhí)行的委托調(diào)用，這個(gè)需要要設(shè)置UIApplicationExitsOnSuspend的鍵值。
初次啟動(dòng)：
iOS_didFinishLaunchingWithOptions
iOS_applicationDidBecomeActive
按下home鍵：
iOS_applicationWillResignActive
iOS_applicationDidEnterBackground
點(diǎn)擊程序圖標(biāo)進(jìn)入：
iOS_applicationWillEnterForeground
iOS_applicationDidBecomeActive
當(dāng)應(yīng)用程序進(jìn)入后臺(tái)時(shí),應(yīng)該保存用戶數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息，所有沒(méi)寫到磁盤的文件或信息，在進(jìn)入后臺(tái)時(shí)，最后都寫到磁盤去，因?yàn)槌绦蚩赡茉诤笈_(tái)被殺死。釋放盡可能釋放的內(nèi)存。
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application{
}
方法有大概5秒的時(shí)間讓你完成這些任務(wù)。如果超過(guò)時(shí)間還有未完成的任務(wù)，你的程序就會(huì)被終止而且從內(nèi)存中清除。
如果還需要長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行任務(wù)，可以在該方法中調(diào)用：
[application beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
NSLog(@"begin Background Task With Expiration Handler");
}];
程序終止
程序只要符合以下情況之一，只要進(jìn)入后臺(tái)或掛起狀態(tài)就會(huì)終止：
①iOS 4.0以前的系統(tǒng)
②app是基于iOS 4.0之前系統(tǒng)開發(fā)的。
③設(shè)備不支持多任務(wù)
④在Info.plist文件中，程序包含了 UIApplicationExitsOnSuspend 鍵。
系統(tǒng)常常是為其他app啟動(dòng)時(shí)由于內(nèi)存不足而回收內(nèi)存最后需要終止應(yīng)用程序，但有時(shí)也會(huì)是由于app很長(zhǎng)時(shí)間才響應(yīng)而終止。如果app當(dāng)時(shí)運(yùn)行在后臺(tái)并且沒(méi)有暫停，系統(tǒng)會(huì)在應(yīng)用程序終止之前調(diào)用app的代理的方法 - (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application，這樣可以讓你可以做一些清理工作。你可以保存一些數(shù)據(jù)或app的狀態(tài)。這個(gè)方法也有5秒鐘的限制。超時(shí)后方法會(huì)返回程序從內(nèi)存中清除。
注意：用戶可以手工關(guān)閉應(yīng)用程序
