iOS-Strategies for Handling App State Transitions

iOS App的生命周期参考iOS-App Life Cycle。本文介绍了，App的生命周期的各种状态下的处理策略。

Launch Time

状态变化

当App开始运行时(无论是进入Foreground或者background状态)，都需要通过以下两个回调：

-application:(UIApplication *)application willFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
-application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions

来完成以下工作：

• 通过application.applicationState来判断是进入什么状态，如果是Foregound，则为UIApplicationStateInactive，如果是Background，则为UIApplicationStateBackground;
• 通过launchOptions获取App开始运行的原因以及做出相应的对策;
• 初始化App一些关键的数据结构;
• 不要在此处进行OpenGL ES渲染，在applicationDidBecomeActive:中进行;
• 设置keyWindow。

在开始运行时，系统会自动加载storyboard文件，以及对应的初始化ViewController，对于一些支持状态还原的APP,应该在willFinishLaunchingWithOptions和didFinishLaunchingWithOptions两个方法之间进行状态还原。在willFinishLaunchingWithOptions方法中展示keyWindow，并判断是否进行状态还原。在didFinishLaunchingWithOptions方法中，对用户界面进行最终的修改。

下面是Not Running状态进入到Foreground状态的流程图：

下面是Not Running状态进入到Background状态的流程图：

横屏模式

App默认是竖屏启动的。只需要横屏显示的模式时，可以显示通知系统，以保证App横屏地启动。设置方式如下：

• 在Info.plist文件中把UIInterfaceOrientation设置为UIInterfaceOrientationLandscapeLeft或者UIInterfaceOrientationLandscapeRight;
• 布局好横屏模式下的Views;
• 重写ViewController的shouldAutorotateToInterfaceOrientation方法，在横屏下返回YES，竖屏返回NO;
• 对于StatusBar，系统也会根据UIInterfaceOrientation进行自动设置，效果等同于在applicationDidFinishLaunching:方法中调用[application setStatusBarOrientation:animated:]方法。

初次启动时创建数据文件

在初次启动时，可能需要进行创建一些App需要的数据和配置文件，应该在以下目录中创建：

Library/Application Support/<bundleID>/
/Documents/
iCloud的包含目录

如果App的Bundle中包含了需要进行修改的文件，需要复制这些文件到上述目录下，再进行修改。不能直接修改Bundle中的文件，否则会造成签名不匹配，可能导致启动失败。

Interrupted Temporarily

App在运行时，可能遇到一些中断(Alert-based Interruptions)，这种情况下，App依然在前台，但是收不到任何触摸事件(依然可以收到推送以及其他一些事件，例如加速计事件)。

中断处理

当中断发生时，例如来电时，App会切换到Inactive状态，直到用户取消这一中断，此时，App切换回Active状态或者Background状态。

流程图：

如果是推送的Banner，不会造成中断。但是，如果用户往下拉Banner,出现通知中心时，App将会切换到Inactive状态，与中断一样，直到用户关闭通知中心或者启动其他App。

在处理这种情况时，App应该在以下回调中：

applicationWillResignActive:

处理：

• 保存数据和任何相关的状态信息;
• 停止Timer和其他的定时任务;
• 停止任何在运行的数据库查询;
• 不要新建新的任务;
• 暂停电影的播放(特别是通过AirPlay的播放);
• 如果是游戏App，进入暂停状态;
• 降低OpenGL ES的帧率;
• 挂起dispatch queues或者operation queues的运行代码(可以在inactive状态下在background tasks中继续处理一些网络请求或者其他时间敏感的后台任务)。

当App重新变成Active状态时，App应该在以下回调中：

applicationDidBecomeActive:

反向处理上面的操作，游戏除外，游戏应该依然处于暂停状态，让用户自己选择。

电源键(Sleep/Wake Button)

如果用户按下电源键，系统会disables触摸事件，将App切换到后台，并将application.applicationState设置为UIApplicationStateBackground，并且锁屏。

如果用户按下电源键，app必须关闭与NSFileProtectionComplete保护选项下的文件的引用。当电源键被按下时，系统将锁屏，并丢弃这些保护文件的引用，任何与这些文件相关的访问将会失败。所以，应该在applicationWillResignActive:方法中关闭，而在applicationDidBecomeActive:方法中重新打开。

Enter the Foreground

前台任务

App切换回前台时，需要恢复那些切换到后台时，停止的任务。即applicationWillEnterForeground:回调应该与applicationDidEnterBackground:回调的任务相反。而applicationDidBecomeActive:回调应该执行一些与App启动时一致的任务。

流程图：

注意，App切换回前台时，会收到UIApplicationWillEnterForegroundNotification广播，可以注册监听这一广播事件。

处理队列通知(Queued Notifications)

处于Suspended状态的App，必须在切回Foreground或者Background状态时，准备好处理队列通知。因为处于Suspended状态的App无法执行代码，也就无法处理与横竖屏装换、时间变化、语言变化和其他一些影响App界面和状态的通知。为了确保这些通知不会丢失，系统将这些相关的通知队列化，当App切回Foreground或者Background状态时，系统进行分发这些通知。为了确保App不会被通知淹没，系统将这些事件合并，对于相关的类型，只分发一条通知。

下面是通知的类型：

事件	通知
当一个外部设备连接或者断开时	EAAccessoryDidConnectNotification EAAccessoryDidDisconnectNotification
设备朝向切换时	UIDeviceOrientationDidChangeNotification
时间变化时(进入新的一天、运营商时间更新等)	UIApplicationSignificantTimeChangeNotification
电池变化时	UIDeviceBatteryLevelDidChangeNotification UIDeviceBatteryStateDidChangeNotification
距离(Proximity)传感器状态变化时	UIDeviceProximityStateDidChangeNotification
被保护的文件状态变化时	UIApplicationProtectedDataWillBecomeUnavailable UIApplicationProtectedDataDidBecomeAvailable
外部显示器连接或者断开时	UIScreenDidConnectNotification UIScreenDidDisconnectNotification
显示器的屏幕模式切换时	UIScreenModeDidChangeNotification
App的设置项变化时(在设置App中被用户手动变化，例如关闭推送通知)	NSUserDefaultsDidChangeNotification
语言或者地区变化时	NSCurrentLocaleDidChangeNotification
用户的iCloud账号状态变化时	NSUbiquityIdentityDidChangeNotification

队列化通知将会被分发到App主线程的RunLoop中，一般会在触摸事件以及其他用户输入之前被分发。大多数App都足够快能够处理这些事件，如果App的交互和界面出现延迟，那么可能需要检查处理事件的代码逻辑。

App在后台时，依然可以调用setNeedsDisplay和setNeedsDisplayInRect:方法，当时此时系统会先搁置这些请求，并在App切换回Foreground状态时，分发这些尚未完成的View-Update通知。

处理iCloud账号状态变化

当iCloud账号状态变化时，例如，用户登录或退出，或者用户开启或者关闭iCloud的文件和数据同步，系统会分发NSUbiquityIdentityDidChangeNotification通知，App应该做出相应的变化。例如，当用户退出iCloud时，App对iCloud的文件应用应该关闭。

处理地区变化

当用户切换地区时，App会收到NSCurrentLocaleDidChangeNotification通知，此时，应该对一些地区敏感的信息进行处理，例如日期，时间和一些数字。可以利用以下方法来获取一个自动切换的NSLocale对象：

[NSLocale autoupdatingCurrentLocale]

处理App的设置变化

当App的设置项变化时(在设置App中被用户手动变化，例如关闭推送通知)，App会收到NSUserDefaultsDidChangeNotification通知，App应该做出相应的变化。例如，邮件App应该对用户的账户信息敏感，当用户在设置App中关闭这一权限时，邮件App应该不能再操作用户的邮件，否则可能会造成安全问题。

Enter the Background

后台任务

当App切换到后台时，应该在applicationDidEnterBackground:回调中，处理：

• 保存相关的状态信息;
• 尽可能释放内存：占用内存过大的后台App，将会被系统直接终止，所以，尽可能释放图片，数据，多媒体等资源的强引用，系统本身会移除所有系统对缓存图片的引用，系统管理的数据存储，以及所有Core Animation Layers的储备(Backing Store)，这并不会移除layers对象，也不会改变其属性，只是不让其显示在屏幕上;
• 预备好App即将被截图：系统会在applicationDidEnterBackground回调后进行App的截图，用于多任务处理，如果有敏感信息，应该在applicationWillResignActive回调中进行隐藏或者修改，因为applicationDidEnterBackground在双击Home键的时候不会触发。

回调applicationDidEnterBackground，大概有5秒左右的处理时间，如果超出，App将会被系统直接终止并从内存移除，如果需要进行更多的时间，调用方法：

beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:

并在子线程中进行耗时任务。

流程图：

注意，App切换到后台时，会收到UIApplicationDidEnterBackgroundNotification广播，可以注册监听这一广播事件。