iOS應(yīng)用程序的生命周期

作者：Sam_Lau 2015-07-09 15:42:48

iOS應(yīng)用程序一般都是由自己編寫(xiě)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(xiě)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(xiě)app是很有幫助的。

iOS應(yīng)用程序一般都是由自己編寫(xiě)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(xiě)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(xiě)app是很有幫助的。

Main函數(shù)入口

所有基于C編寫(xiě)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(xiě)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：

從可用Storyboard文件加載用戶界面
調(diào)用AppDelegate自定義代碼來(lái)做一些初始化設(shè)置
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

應(yīng)用程序的架構(gòu)

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：

Controller能夠訪問(wèn)Model和View，Model和View不能互相訪問(wèn)

MVC Communication - Reference from Stanford University.png
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

MVC Communication - Reference from Stanford University.png

#p#
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

MVC Communication - Reference from Stanford University.png

#p#
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

MVC Communication - Reference from Stanford University.png

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？

The Structure of an App.png

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。
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。
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。
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)。
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。
#p#
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(xiě)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(huà)。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(huà)。

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。正如它的名字顯示，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***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。

Main Run Loop from Apple Document

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。

應(yīng)用程序的狀態(tài)和多任務(wù)

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：

App State from Apple Document

#p#

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

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***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***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

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

Launch and active/inactive from Apple WWDC 2011 Session

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。

Launch and active/inactive 2 from Apple WWDC 2011 Session

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

Switch from an app from Apple WWDC 2011 Session

#p#
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。

Switch to an app from Apple WWDC 2011 Session

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

Device lock from Apple WWDC 2011 Session

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。
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***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)。

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。