iOS定位服務設計實例一則
當前，越來越多的移動應用基于LBS（位置服務）構建業務，LBS可以說是移動應用浪潮的基石。每次說到LBS，我們的第一反應就是以百度地圖SDK為代表的第三方框架（類似的還有高德，騰訊出品的地圖SDK），刻意忽略原生框架Core Location和Map Kit。但問題是：前者真的要比后者好嗎？我們對二者到底了解多少？
A. 定位服務和地圖服務
位置服務由兩部分組成：
- 定位：即設備位置信息。
- 地圖：即顯示地圖和標注地圖。
本文重點介紹定位（服務）。
A.1 定位服務提供的信息
通常，定位服務需要提供的信息可劃分為兩類：
-
設備當前坐標，海拔，朝向等
基本位置信息。這些信息由設備上的相關硬件直接提供，不依賴服務器。
-
需要檢索服務器的地理信息，如坐標反地理編碼（城市，地區，街道，門牌號，名稱等等），以及基于關鍵字的poi查詢（興趣點）等。
這些信息通過向服務器檢索獲取，可以視為是基于第一類信息的延伸。
B. 技術方案
經考量，使用如下策略獲取這兩類信息：
-
基本位置信息：通過原生框架
Core Location獲取。原因如下：- 配置項多，有助于精細化控制服務；
- 信息全面，來源統一；
- 提供多個節能選項；
- 相較于第三方框架（如百度地圖SDK），無須認證（否則如果百度服務掛了，搞的最基本的定位服務也不能用）；
-
地理信息檢索：通過
百度地圖SDK獲取。原因如下：- 檢索種類多，信息全面（特別是poi信息）；
- 模塊清晰，使用簡單；
- 可以配合百度地圖服務一起使用；
下面，我們開始編寫自己的定位服務??
C. 定位服務
假設我們要編寫一個名為LocationService的定位服務，負責提供定位信息。根據需求，我們為其定義如下Interface：
/// 單例，全局唯一入口
+ (instancetype)defaultService;
@property (nonatomic, strong, readonly) DDPCLocation *ddpcLocation;
@property (nonatomic, assign, readonly) CLLocationCoordinate2D coordinate;
具體功能&特性如下：
C.1 申請位置信息訪問權限
眾所周知，位置信息訪問權限有兩種：
- When In Use（app在前臺時）
- Always（app運行時，不管在前臺還是后臺）
大家也許會注意到，有些app被切換至后臺，狀態欄處會出現藍條，顯示一條信息：xxxx正在使用你的位置。
所以，上述權限除了字面所示的區別之外，還有一點需要注意：app被切換至后臺，如果開啟了后臺位置更新，則：
- When In Use：顯示藍條
- Always：不顯示藍條
合理的解釋是，對于Always來說，系統認為用戶已經充分知曉app會在后臺繼續訪問位置信息，所以不必提示；而對于When In Use來說，系統認為有必要提醒用戶app正在后臺繼續訪問位置信息，超出了授權的范圍。
請求授權的代碼如下：
/*** LocationService init ***/
// 請求授權，always
[self.locationManager requestAlwaysAuthorization];
C.2 使用CLLocationManager獲取基本位置信息
使用CLLocationManager進行定位的優勢如下：
- 系統級別的定位信息緩存，，即使CLLocationManager對象剛創建，也可以從中讀取到最近一次定位信息。這是因為iOS在系統層面管理定位行為。
- 無須任何認證，即可使用，從而保證了服務的穩定性。
- 有多個節能設置。由于定位非常耗電，為了增加設備續航，節能就變得異常重要。例如：
/// 使用定位信息的活動類型
@property(assign, nonatomic) CLActivityType activityType;
/// 當設備位置可能不再變化時，系統是否可以自動暫停位置更新
@property(assign, nonatomic) BOOL pausesLocationUpdatesAutomatically;
/// 移動多少距離，才觸發位置更新
@property(assign, nonatomic) CLLocationDistance distanceFilter;
C.3 當前坐標一直有效
當前，用戶未授權訪問位置信息時除外。
正如C.1.2所述，iOS在系統層面緩存了最新定位信息。事實上，CLLocationManager對象一旦創建，就可以從其屬性location處獲取最近一次定位信息，代碼如下：
/*** LocationService init ***/
// 讀取locationManager中的位置緩存
self.rawLocation = self.locationManager.location;
隨后，一旦有位置更新，我們再將其緩存起來使用：
/*** CLLocationManagerDelegate ***/
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didUpdateLocations:(NSArray<CLLocation *> *)locations {
// 每次位置更新，記錄新的坐標
self.rawLocation = locations.lastObject;
}
提醒一點，上述方法中，最新位置的時間戳總是和manager.location的時間相同。也就是說，CLLocationManager首先保存最新位置，再調用進行回調。
C.4 減少不必要的位置更新，盡可能節能
正常情況下，一旦開始監聽，就會源源不斷的收到位置更新，即使設備在原地保持不動。還要注意，更新的頻率很高，粗略估算，平均每10秒左右就會有一次更新。很明顯，這種信息重復的高頻率更新并不是必須的，很多時候"有移動，才更新"的模式更適合業務需求。
例如，后臺要求設備每移動10m，就上報一次位置，那么可以按照如下配置CLLocationManager：
/*** _locationManager = [[CLLocationManager alloc] init]; ***/
_locationManager.distanceFilter = 10.0;
_locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;
這樣，既保證了定位的精度，也減少了更新頻率，節省設備電力。
C.5 處理位置授權狀態變更
下述回調不僅在授權狀態變更時觸發，也會在CLLocationMananger創建后觸發：
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didChangeAuthorizationStatus:(CLAuthorizationStatus)status
所以，這個方法可以是許多關鍵邏輯的入口。例如，下面的代碼首先判斷授權狀態：如果得到授權，則開始監聽位置更新；讀取定位緩存；進行反地理編碼查詢。如果未得到授權，則可以嘗試提醒用戶。
/*** locationManager:didChangeAuthorizationStatus: ***/
if (self.isAuthorized) { // 已授權
// 刷新位置
[self.locationManager startUpdatingLocation];
// 讀取locationManager中的位置緩存
self.rawLocation = self.locationManager.location;
// 反地理編碼
[self retrieveCurrentLocation];
// 反地理編碼timer
[self setupTimer];
} else {
// TODO: 是否要提醒用戶打開位置服務
}
C.6 系統坐標轉換為百度坐標
一般來說，整個業務體系會使用同一套坐標系，這里假設是百度坐標。原生定位框架給出的坐標是地球坐標，需要客戶端進行轉換。
```s
不同坐標系：地球坐標，火星坐標和百度坐標
- 地球坐標（WGS84）：國際標準，通過Core Location獲取的坐標使用這個坐標系；
- 火星坐標（GCJ-02）：中國標準，高德地圖使用這個坐標系；
- 百度坐標（BD-09）：百度地圖使用的坐標系；
```
百度地圖SDK在計算工具模塊給出了現成的轉換方式：
// 原始坐標
CLLocationCoordinate2D coor = CLLocationCoordinate2DMake(39.90868, 116.3956);
// 轉換WGS84坐標至百度坐標(加密后的坐標)
NSDictionary *testdic = BMKConvertBaiduCoorFrom(coor,BMK_COORDTYPE_GPS);
// 解密加密后的坐標字典
// 轉換后的百度坐標
CLLocationCoordinate2D baiduCoor = BMKCoorDictionaryDecode(testdic);
C.7 提供并更新反地理編碼信息
反地理編碼的具體實現依賴百度地圖SDK。
至于更新策略，由于每次查詢都是一次網絡請求，所以有兩種：
- 使用時再檢索，異步實現。適合用量較少的場景；
- 定期檢索，保存結果，同步實現。適合用量較大的場景；
根據實際情況，我們選用第二種。
- cllocationmanager的distanfiler的問題：
distanceFileter能夠只在移動特定距離時，才調用更新方法，配合locationManager的location屬性，后者是最新的，但只是距離未達標，才沒有調用更新方法，
D. 地理信息檢索
負責檢索工具類名為GeoSearchOperation，其是對百度地圖SDK檢索操作的封裝。根據需求，我們為其定義如下Interface：
/// 反地理編碼查詢
- (void)reverseGeoCodeSearchWithCoordinate:(CLLocationCoordinate2D)coor completionHandler:(void (^)(BOOL isSuccessful, NSArray *results))handler;
/// 檢索室內poi，如果city傳nil，則表示使用當前定位所在城市，keyword必傳
- (void)poiSearchWithCity:(NSString *)city keyword:(NSString *)keyword completionHandler:(void (^)(BOOL isSuccessful, NSArray *results))handler;
具體功能&特性如下：
D.1 使用百度地圖SDK檢索模塊實現
在信息檢索方面，由于Core Location框架提供的信息有限，本土化的第三方位置服務框架表現更優秀。
D.2 區分檢索類型
兩種檢索類型：
- 反地理編碼：根據坐標查詢街道，城市等信息；
- poi：根據關鍵字，查詢"興趣點"（point of interest）；
D.3 問題
百度地圖SDK的接入，會帶來兩個問題：
- 百度地圖SDK要求在app啟動時進行注冊，否則無法調用服務；
- 百度地圖服務必須配合SDK自帶的定位服務使用；
因此，還需處理以下邏輯：
- 注冊百度地圖SDK；
- 封裝SDK定位服務，供百度地圖服務使用；
E. 注冊百度地圖SDK
BMKAuthentication負責注冊百度地圖SDK，并處理可能發生的錯誤。根據需求，我們為其定義如下Interface：
/// 單例，全局唯一入口
+ (instancetype)defaultAuthentication;
/// 注冊百度地圖
- (void)authenticate;
具體功能&特性如下：
E.1 盡早注冊
在app生命周期的初始階段，盡可能早的完成注冊。由于業務圍繞LBS展開，所以app在很多方面強依賴于百度SDK；無法調用SDK服務，意味著業務癱瘓。
一般來說，在app啟動之初注冊即可，但最好先于其他邏輯：
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
[[DDBMKAuthentication defaultAuthentication] authenticate];
// 其他啟動邏輯
}
E.2 失敗重試
只在由于網絡原因失敗時重試，其他情況一律不重試，因為沒有意義。例如，因為ak失效或配額超限而注冊失敗，不管怎么重試，都毫無意義。
BMKMapManager通過下述回調方法告訴我們網絡是否存在問題：
- (void)onGetNetworkState:(int)iError {
if (iError == 0) {
self.hasNetworkFailure = NO;
} else {
NSLog(@"網絡錯誤，百度地圖注冊失敗");
self.hasNetworkFailure = YES;
}
}
F. 封裝SDK定位服務
DDBMKLocationService是對百度地圖SDK定位服務的封裝。根據需求，我們為其定義如下Interface：
/// 進行定位，定位成功，代理方法被調用。注意，只定位一次。
- (void)locate;
/// delegate
@property (nonatomic, weak) id<DDBMKLocationServiceDelegate> delegate;
/** 百度 location */
@property (nonatomic, strong, readonly) BMKUserLocation *BMKUserLocation;
此外，其還定義了協議DDBMKLocationServiceDelegate，作為定位成功后的回調。
@protocol DDBMKLocationServiceDelegate <NSObject>
/// 百度sdk定位更新，會調用這個方法
- (void)BMKLocationService:(DDBMKLocationService *)BMKLocationService didUpdateBMKUserLocation:(BMKUserLocation *)userLocation;
@end
具體功能&特性如下：
F.1 僅定位一次，不持續定位
每次調用定位方法locate，僅定位一次，一旦回調，不管成功或失敗，都停止，不持續定位。從而避免了在功能上與LocationService重疊，也節省了資源。
// 定位
- (void)locate {
[self.BMKLocationService startUserLocationService];
}
#pragma mark - BMKLocationServiceDelegate
- (void)didUpdateBMKUserLocation:(BMKUserLocation *)userLocation {
NSLog(@"百度定位成功?");
self.BMKUserLocation = userLocation;
// 停止定位
[self.BMKLocationService stopUserLocationService];
}
F.2 隨地圖對象釋放，不駐留內存
由于這個類僅服務百度地圖，所以其應該隨著地圖的創建而創建，釋放而釋放。
