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【iOS开发系列】后台模式

来源：互联网 发布：python 比较图像相似度 编辑：程序博客网 时间：2024/05/16 15:49
IOS里面的后台模式
    本文介绍下ios的后台模式，本文是一篇译文，原文地址：点击打开链接
        从ios4开始，当用户点击home键之后，你可以设计你的应用，使它在内存中挂起。虽然应用还在内存中，但是所有的操作都被暂停了，除非用户重新开启应用。是吧？
        当然也有一些例外不遵循这个规则。在某种情况下，应用依旧在后台运行代码，本篇教程就来告诉你什么时候、以及怎么应用这些后台的操作。
       ios对后台应用有一些严格的限制，对于在ios平台“真正的”多任务，这并不是一个神奇的解决方案。当用户切换到其他的ap时，大部分的应用依然会被完全挂起。你的应用只会在以下特殊情况被允许后台运行------正在播放音频、获取位置更新、正在进行voip电话、杂志类应用的正在下载新闻。
      如果你的应用不需要做这些事情，那么很不幸。。。有一个例外就是：所有的应用在被挂起之前都有10分钟的时间来结束现在正在做的事情。因此这种后台运行可能并不适合你。如果适合你，请继续阅读吧。
       接下来你将学到，在ios平台一共有5种后台运行的模式。本教程你将创建的应用是一个简单的有选项卡的应用，每一个选项卡都证明了一种后台模式的运行-----从连续的音频播放到voip网络电话。让我们开始教程吧！

开启后台模式

在开始研究该项目之前，让我们快速浏览一下ios平台5种后台运行的基本模式。
  • 播放音频-----应用程序可以在后台持续的播音或者录音。
  • 接收位置更新-----随着设备位置的变化应用程序要持续获得地理位置更新。
  • 执行有限长度的任务----在有限的时间内，无论任何情况下应用程序都可以执行任何代码。
  • 正在下载杂志-----杂志类应用特例，应用程序能够在后台下载
  • 提供voip（voice-over-ip）服务---应用程序能够在后台执行任意的代码，当然苹果会限制它的用途，你的应用必须提供voip服务。
本教程将按照上面的顺序告诉你如何使用上面5种模式。如果你只对其中的某种感兴趣，你就跳过其他的吧。
开始本项目开启你的ios后台运行的学习吧。首先下载样例工程，这里有一些小贴士，用户接口已经配置好了。把工程运行起来，5个tab如下图所示：

这些tab就是你接下来学习的路线图。
注意：为了达到完美的效果，你应该在真机上运行该项目，一些后台任务在模拟器上面运行的不太好。

播放音频

在ios上播放音频有好几种方式，为了提供更多的音频数据来播放，这些方法大多需要实现一些回调方法。所谓回调就是ios什么时候让你的应用来做这些事情比如delegate，在回调里填充音频数据。
如果你想从一些流数据里面来播放音频，你先开启一个网络连接，该连接的回调方法会提供持续的音频数据。
当你激活了音频后台模式，即使你的应用不在前台ios也会继续运行你的callback方法。没错------在本教程的5种后台模式里面，音频后台模式是自动化最高的一个。你只需要激活它，并且提供合适的操作设施就可以了。
当你的应用真的需要音频后台播放，你再使用它，如果你耍小聪明，用这种模式干其他事情，而播放器不发声，苹果将拒绝你的app上线。
在这部分你将添加一个音频播放器到你的应用里面。打开后台模式，向你自己证明它真的起作用吧。
为了播放音频，你需要学习AV Foundation，打开TBFirstViewController.m 在顶部添加如下代码：
[objc] view plaincopy
  1. #import <AVFoundation/AVFoundation.h>  
现在找到viewDidLoad ，在方法的底部添加如下代码：
[objc] view plaincopy
  1. // Set AVAudioSession  
  2.  NSError *sessionError = nil;  
  3.  [[AVAudioSession sharedInstance] setDelegate:self];  
  4.  [[AVAudioSession sharedInstance] setCategory:AVAudioSessionCategoryPlayAndRecord error:&sessionError];  
  5.   
  6.  // Change the default output audio route  
  7.  UInt32 doChangeDefaultRoute = 1;  
  8.  AudioSessionSetProperty(kAudioSessionProperty_OverrideCategoryDefaultToSpeaker,  
  9.    sizeof(doChangeDefaultRoute), &doChangeDefaultRoute);  
这段代码初始化了音频session，并且确保声音播放是通过扩音器来进行的，而不是手机听筒。你还需要一对成员变量来记录播放的轨迹，插入下面两个声明：
[objc] view plaincopy
  1. @property (nonatomic, strong) AVQueuePlayer *player;  
  2. @property (nonatomic, strong) id timeObserver;  
把它们放在这段代码中间，在文件的头部：
[objc] view plaincopy
  1. @interface TBFirstViewController ()  
  2.    
  3. // Insert code here  
  4.    
  5. @end  
开始工程包含了从点击打开链接的音频文件，被寄予了信誉，你可以免费使用这些音乐。
其中播放音乐最简单的一种方式就是使用 AV Foundation的 AVPlayer. 被称为AVQueuePlayer. ，AVQueuePlayer. 让你建立一个 AVPlayerItems 的队列，然后他们会被依次的播放。
再一次，在viewDidLoad 方法的最后加上下列代码：
[objc] view plaincopy
  1. NSArray *queue = @[  
  2.  [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"IronBacon" withExtension:@"mp3"]],  
  3.  [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"FeelinGood" withExtension:@"mp3"]],  
  4.  [AVPlayerItem playerItemWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"WhatYouWant" withExtension:@"mp3"]]];  
  5.   
  6.  self.player = [[AVQueuePlayer alloc] initWithItems:queue];  
  7.  self.player.actionAtItemEnd = AVPlayerActionAtItemEndAdvance;  
这段代码创建了一个AVPlayerItem 对象的数组。接着用该数组创建了AVQueuePlayer 对象。另外的，该队列将播放下一段音频当这一段播放完成时。
随着播放队列的进行，为了更改歌曲名称，你需要观察currentItem 对象的属性改变，现在你可以添加观察方法，在viewDidLoad:的下面：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(voidvoid *)context  
  2. {  
  3.     if ([keyPath isEqualToString:@"currentItem"])  
  4.     {  
  5.         AVPlayerItem *item = ((AVPlayer *)object).currentItem;  
  6.         self.lblMusicName.text = ((AVURLAsset*)item.asset).URL.pathComponents.lastObject;  
  7.         NSLog(@"New music name: %@", self.lblMusicName.text);  
  8.     }  
  9. }  
当这个方法被调用的时候，你首先要确定被更新的属性是你感兴趣的那个。在这种情形下，实际上是没必要的，因为只有一个属性被观察。但是确是一个好的实践来检查，当你 以后添加更多的观察者。如果是currentItem key，你可以使用文件名来更新lblMusicName 标签。
你还需要一种方式来更新显示正在播放音频流逝时间的标签，做这件事情最好的方式就是使用 addPeriodicTimeObserverForInterval:queue:usingBlock: 方法，该方法将在给定的队列里面被调用。
把这段代码添加到 viewDidLoad:方法的最后面：
[objc] view plaincopy
  1. void (^observerBlock)(CMTime time) = ^(CMTime time) {  
  2.      NSString *timeString = [NSString stringWithFormat:@"%02.2f", (float)time.value / (float)time.timescale];  
  3.      if ([[UIApplication sharedApplication] applicationState] == UIApplicationStateActive) {  
  4.          self.lblMusicTime.text = timeString;  
  5.      } else {  
  6.          NSLog(@"App is backgrounded. Time is: %@", timeString);  
  7.      }  
  8.  };  
  9.   
  10.  self.timeObserver = [self.player addPeriodicTimeObserverForInterval:CMTimeMake(10, 1000)  
  11.                                                                queue:dispatch_get_main_queue()  
  12.                                                           usingBlock:observerBlock];  
你首先创建了一个块，无论什么时候时间流逝了，这块代码就会执行。如果你不知道怎么使用代码块（你应该会，这个棒极了），请阅读点击打开链接，这个块基于应用程序的状态创建了一个更新歌曲时间的字符串。在这之后调用 - (id)addPeriodicTimeObserverForInterval:(CMTime)interval queue:(dispatch_queue_t)queue usingBlock:(void (^)(CMTime time))block 来开启更新。
让我们暂停一下，来讨论应用程序的状态：
应用程序一般有下列五种状态，简单来说，他们是：
  • 未运行----你的应用还未启动
  • 活动----应用被启动了，在前台
  • 未激活-----你的应用已经启动了，但是发生了一些事情被打断了。比如来电话了，他就变成未激活了，未激活意味着应用还在前台运行，但是他不能接收任何的事件
  • 后台---在这种状态下你的应用不在前台，但是它依旧可以运行代码
  • 挂起---这个状态应用将不能运行代码
如果你想进一步研究这些状态之间的不同点，这个议题在苹果官网有很好的文档说明点击打开链接
你可以通过调用[[UIApplication sharedApplication] applicationState]来查看应用程序的状态。请记住我们一共可以得到3种状态UIApplicationStateActive, UIApplicationStateInactive, 和UIApplicationStateBackground. 当你的app正在运行时suspend和not running很明显永远也不会发生。因此并没有定义他们的枚举值。
让我们回到代码，如果应用程序处于激活状态，你需要更新音乐标签，如果不这样做的话，你只是在控制台打印了信息。当应用处于后台时，你依旧可以更新标签，只是为了证明应用在后台时还可以接收回调信息。
现在你还没做的事情是：完成didTapPlayPause 方法来使play／pause按钮起作用。把下面的代码添加到TBFirstViewController.m,文件的末尾@end的上面：
[objc] view plaincopy
  1. - (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender  
  2. {  
  3.     self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;  
  4.     if (self.btnPlayPause.selected)  
  5.     {  
  6.         [self.player play];  
  7.     }  
  8.     else  
  9.     {  
  10.         [self.player pause];  
  11.     }  
  12. }  

好的，这就是所有的代码了，编译并运行代码，你将看到下面的效果：

现在点击play按钮，音乐就开始了。
让我们来测试一下，后台是否运行了，点击home键，糟糕，为什么音乐停止了，还有一段神奇的事情没做呢。
对大多数后台模式来说（whatever 模式除外），你需要在info。plist里面增加一个键值对，来声明应用程序需要在后台运行。
回到xcode，做如下事情：
  1. 在文件导航栏里面选中工程。
  2. 点击 info
  3. 当鼠标悬浮在列表上面时点击＋
  4. 在出现的列表里面选择 Required Background Modes 

再次编译并运行，播放音乐并按home键，这次你依旧能听到音乐，即使是在后台运行。
如果还不起作用的 话，可能是因为你是用的模拟器，换个真机试一下，在你xcode的控制台你就可以看见打印的信息。这就证明即使在后台，代码依旧在运行。
一种模式讲完了，如果你想继续学习整个教程－－－还有4个。

接收后台更新

当处于定位后台模式的时候，即使处于后台，你的应用也将接收到用户位置更新的位置代理信息。你可以控制位置更新的精准度，也可以在后台改变精准度。
与上面一样－－－当你的应用真的需要为用户提供位置信息时，你再使用这种模式。当你使用这个模式，苹果如果发现用户并没有从你这里取得信息，你的应用将会被拒绝。有时候苹果也需要你来添加一些警告，你的应用将导致电池使用率的增加。
第二个tab栏是位置更新，打开TBSecondViewController.m 添加一些声明属性：
[objc] view plaincopy
  1. @property (nonatomic, strong) CLLocationManager *locationManager;  
  2. @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *locations;  

这些属性应该被添加到这两行代码之间：
[objc] view plaincopy
  1. @interface TBSecondViewController ()  
  2.    
  3. // add code here  
  4.    
  5. @end  

CLLocationManager 是你用来得到位置更新的类文件，你将使用locations数组来存储位置信息，用来在地图上画出来。
在viewDidLoad:方法的最后添加如下：
[objc] view plaincopy
  1. self.locations = [[NSMutableArray alloc] init];  
  2. self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];  
  3. self.locationManager.desiredAccuracy = kCLLocationAccuracyBest;  
  4. self.locationManager.delegate = self;  

这段代码创建了一个空的数组来存储位置信息，接着创建了 CLLocationManager对象，这段代码设置位置的精确度到最高，在这里你可以根据你的需要来调节。一会你将学到更多的定位精确度信息。
现在你可以完成accuracyChanged: 方法：
[objc] view plaincopy
  1. - (IBAction)accuracyChanged:(id)sender  
  2. {  
  3.     const CLLocationAccuracy accuracyValues[] = {  
  4.         kCLLocationAccuracyBestForNavigation,  
  5.         kCLLocationAccuracyBest,  
  6.         kCLLocationAccuracyNearestTenMeters,  
  7.         kCLLocationAccuracyHundredMeters,  
  8.         kCLLocationAccuracyKilometer,  
  9.         kCLLocationAccuracyThreeKilometers};  
  10.    
  11.     self.locationManager.desiredAccuracy = accuracyValues[self.segmentAccuracy.selectedSegmentIndex];  
  12. }  
accuracyValues 数组包含了CLLocationManager. 所有可能用到的值。这个属性确定了定位的精度。
你可能认为这样做很愚蠢，为什么不让location manager总是提供最精确的位置信息？因为低的精确度更省电。
除了desiredAccuracy: distanceFilter. 之外，还有另外的一个属性来控制你的app多久接收一次位置更新，这个属性将告诉 location manager 当设备呗移动了某个特定的距离时，你将获得位置更新。
同样为了省电，这个数值应该设置的尽可能高些。
现在你可以在 enabledStateChanged: 方法里面添加如下代码来实现定位。
[objc] view plaincopy
  1. - (IBAction)enabledStateChanged:(id)sender  
  2. {  
  3.     if (self.switchEnabled.on)  
  4.     {  
  5.         [self.locationManager startUpdatingLocation];  
  6.     }  
  7.     else  
  8.     {  
  9.         [self.locationManager stopUpdatingLocation];  
  10.     }  
  11. }  
xib文件里面有一个UISwitch 来开启和关闭定位，下面你需要添加CLLocationManagerDelegate 方法来获取位置更新，在@end的上面加入：
[objc] view plaincopy
  1. #pragma mark - CLLocationManagerDelegate  
  2.    
  3. /* 
  4.  *  locationManager:didUpdateToLocation:fromLocation: 
  5.  * 
  6.  *  Discussion: 
  7.  *    Invoked when a new location is available. oldLocation may be nil if there is no previous location 
  8.  *    available. 
  9.  * 
  10.  *    This method is deprecated. If locationManager:didUpdateLocations: is 
  11.  *    implemented, this method will not be called. 
  12.  */  
  13. - (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager  
  14.     didUpdateToLocation:(CLLocation *)newLocation  
  15.            fromLocation:(CLLocation *)oldLocation  
  16. {  
  17.     // Add another annotation to the map.  
  18.     MKPointAnnotation *annotation = [[MKPointAnnotation alloc] init];  
  19.     annotation.coordinate = newLocation.coordinate;  
  20.     [self.map addAnnotation:annotation];  
  21.    
  22.     // Also add to our map so we can remove old values later  
  23.     [self.locations addObject:annotation];  
  24.    
  25.     // Remove values if the array is too big  
  26.     while (self.locations.count > 100)  
  27.     {  
  28.         annotation = [self.locations objectAtIndex:0];  
  29.         [self.locations removeObjectAtIndex:0];  
  30.    
  31.         // Also remove from the map  
  32.         [self.map removeAnnotation:annotation];  
  33.     }  
  34.    
  35.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  36.     {  
  37.         // determine the region the points span so we can update our map's zoom.  
  38.         double maxLat = -91;  
  39.         double minLat =  91;  
  40.         double maxLon = -181;  
  41.         double minLon =  181;  
  42.    
  43.         for (MKPointAnnotation *annotation in self.locations)  
  44.         {  
  45.             CLLocationCoordinate2D coordinate = annotation.coordinate;  
  46.    
  47.             if (coordinate.latitude > maxLat)  
  48.                 maxLat = coordinate.latitude;  
  49.             if (coordinate.latitude < minLat)  
  50.                 minLat = coordinate.latitude;  
  51.    
  52.             if (coordinate.longitude > maxLon)  
  53.                 maxLon = coordinate.longitude;  
  54.             if (coordinate.longitude < minLon)  
  55.                 minLon = coordinate.longitude;  
  56.         }  
  57.    
  58.         MKCoordinateRegion region;  
  59.         region.span.latitudeDelta  = (maxLat +  90) - (minLat +  90);  
  60.         region.span.longitudeDelta = (maxLon + 180) - (minLon + 180);  
  61.    
  62.         // the center point is the average of the max and mins  
  63.         region.center.latitude  = minLat + region.span.latitudeDelta / 2;  
  64.         region.center.longitude = minLon + region.span.longitudeDelta / 2;  
  65.    
  66.         // Set the region of the map.  
  67.         [self.map setRegion:region animated:YES];  
  68.     }  
  69.     else  
  70.     {  
  71.         NSLog(@"App is backgrounded. New location is %@", newLocation);  
  72.     }  
  73. }  

好长的一段代码，这里我们不讲解这些代码，代码的注释你应该看得懂。接下来在plist里面添加“App registers for location updates”一列。让ios知道你需要后台获取位置信息：


现在编译并运行代码，滑动switch到on


第一次运行时你将看到一个弹出框提示应用要获取你的位置信息，点击ok你就可以获取位置信息了。在模拟器上面也可以。
拿着真机到处走走，你将看到：

如果你是在使用模拟器，点击debug菜单，选择location－freeway driver
‘


你将在控制台看到如下信息：
[objc] view plaincopy
  1. 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  
  2. 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  
  3. 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  
  4. 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  

执行限时任务－whatever

这种模式的官方叫法时“Executing a Finite-Length Task in the Background“. 但是我还是认为whatever好记。
这个任务里面你可以执行任意的代码，比如下载，上传，渲染等 ，只不过时间是呗限制的，至于你能申请多少cpu时间，这个是由ios系统决定的，并不确定。但是你可以查看uiapplication‘的 backgroundTimeRemaining属性，来查看你还有多少剩余时间。
通常情况下，据以往的观察，你将有10分钟的时间，依旧这个没有api来保证，甚至也没有一个大概的时间范围保证。因此不要依赖这个数据。你将有可能只得到了5min或者5秒，你的app要做好各种打算。
这有一个计数的例子，我们将在后计数。

打开TBThirdViewController.m 文件，添加如下属性：
[objc] view plaincopy
  1. @property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *previous;  
  2. @property (nonatomic, strong) NSDecimalNumber *current;  
  3. @property (nonatomic) NSUInteger position;  
  4. @property (nonatomic, strong) NSTimer *updateTimer;  
  5. @property (nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundTask;  
代码应该被添加到：
[objc] view plaincopy
  1. @interface TBThirdViewController ()  
  2.    
  3. // add code here  
  4.    
  5. @end  
NSDecimalNumbers 顺序的保存了两个之前的值，NSDecimalNumbers 类可以容纳很大的数据，因此特别适合做这个。position 是一个告诉现在数字位置的计时器。你将使用updateTimer 来证明使用这个api时计时器会继续进行。也可以减慢计数，你可以观察这些。
在viewDidLoad 里面的最后加入：
[objc] view plaincopy
  1. self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;  
最重要的部分，在didTapPlayPause:里面添加 ：
[objc] view plaincopy
  1. - (IBAction)didTapPlayPause:(id)sender  
  2. {  
  3.     self.btnPlayPause.selected = !self.btnPlayPause.selected;  
  4.     if (self.btnPlayPause.selected)  
  5.     {  
  6.         self.previous = [NSDecimalNumber one];  
  7.         self.current  = [NSDecimalNumber one];  
  8.         self.position = 1;  
  9.    
  10.         self.updateTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5  
  11.                                                             target:self  
  12.                                                           selector:@selector(calculateNextNumber)  
  13.                                                           userInfo:nil  
  14.                                                            repeats:YES];  
  15.    
  16.         self.backgroundTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{  
  17.             NSLog(@"Background handler called. Not running background tasks anymore.");  
  18.             [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];  
  19.             self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;  
  20.         }];  
  21.     }  
  22.     else  
  23.     {  
  24.         [self.updateTimer invalidate];  
  25.         self.updateTimer = nil;  
  26.         if (self.backgroundTask != UIBackgroundTaskInvalid)  
  27.         {  
  28.             [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];  
  29.             self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;  
  30.         }  
  31.     }  
  32. }  

让我门看一下代码确定如何使用该api。

按钮会依据选中状态，计数如果是停止状态，则应该启动；如果是启动状态，则应该停止。
首先，你应该初始化一列斐波那契变量。接着创建一个 NSTimer 对象，timer每秒钟会执行两次，调用calculateNextNumber 方法。
现在进入最重要的一步，调用 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:. 方法。这个方法告诉ios在后台时你需要更久的时间来
执行代码，调用该方法之后你的应用就会在后台获取cpu时间，调用endBackgroundTask:.方法来停止。
如果应用在后台一段时间之后，你仍然没有调用 endBackgroundTask: 方法，ios将调用你定义的
beginBackgroundTaskWithExpirationHandler: 方法里面的代码块，来给你一次停止你代码的机会，因此调用endBackgroundTask: 方法
来告诉ios你已经执行完了是一个好的做法。如果你不这么做，而且在代码块被调用后继续执行代码 ，你的应用就会被强行终止。
代码中第二个if语句比较简单，它只是让timer失效，并且调用 - (void)endBackgroundTask:(UIBackgroundTaskIdentifier)identifier 方法，
来告诉系统我不再需要cpu时间了。
当你每调用一次beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:. 方法时，都要调用endBackgroundTask:方法。如果你调用
beginBackgroundTaskWithExpirationHandler: 方法两次而调用endBackgroundTask方法一次，直到你再次调用endBackgroundTask方法
之前你都会获得cpu时间。这也就是你为什么需要 backgroundTask 变量的原因。

现在你可以继续完成这个项目了，在 @end:之前加入下面代码：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)calculateNextNumber  
  2. {  
  3.     NSDecimalNumber *result = [self.current decimalNumberByAdding:self.previous];  
  4.    
  5.     if ([result compare:[NSDecimalNumber decimalNumberWithMantissa:1 exponent:40 isNegative:NO]] == NSOrderedAscending)  
  6.     {  
  7.         self.previous = self.current;  
  8.         self.current  = result;  
  9.         self.position++;  
  10.     }  
  11.     else  
  12.     {  
  13.         // This is just too much.... Let's start over.  
  14.         self.previous = [NSDecimalNumber one];  
  15.         self.current  = [NSDecimalNumber one];  
  16.         self.position = 1;  
  17.     }  
  18.    
  19.     NSString *currentResultLabel = [NSString stringWithFormat:@"Position %d = %@", self.position, self.current];  
  20.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  21.     {  
  22.         self.txtResult.text = currentResultLabel;  
  23.     }  
  24.     else  
  25.     {  
  26.         NSLog(@"App is backgrounded. Next number = %@", currentResultLabel);  
  27.         NSLog(@"Background time remaining = %.1f seconds", [UIApplication sharedApplication].backgroundTimeRemaining);  
  28.     }  
  29. }  

在这种情况下有更多的你感兴趣的地方，比如backgroundTimeRemaining 变量的值，当系统调用 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:.代码块的时候，计数就停止了。
编译并运行代码，切换到第三个tab：

点击Start 你就会看到应用正在计数，现在点击home键观察xcode控制台输出。你就会看到随着时间的流逝，数据在更新。
大多数情况下时间是以600s（10min）开始的，然后一直下降到5秒钟。如果你一直等待到5秒钟（根据你的情况，有可能是其他值），过期的代码块将会被执行，控制台也会停止输出。如果你再次回到app'计时器就会继续执行。
这段代码有一个bug，它给了我一个解释后台通知的一个机会。设想一下，你的应用在后台运行，直到等待代码执行时间过期，在这种情况下你的代码将执行过期的handler，并调用endBackgroundTask:, 方法来结束cpu时间的申请。
如果你再次回到app，计时器将会再次执行，但是当你再次退出应用时，你就不会再次得到后台时间了，为什么呢？因为在时间过期和app切换到后台这段时间里面没有地方来执行beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:.方法。
这个问题怎么解决呢？有好几个方法来解决，其中一种就是利用应用状态改变的通知。
一共有两种方法你可以接受到应用状态改变的通知。一种时通过app delegate’的方法，另一种时监听ios发给你应用的一些通知。
  • UIApplicationWillResignActiveNotification 和 applicationWillResignActive: 当你的应用即将进入非活动（inactive）状态时这两个方法就会被调用。在这个时间点上，你的应用还没处于后台－－它还处于前台－－但是它不能接受到触摸事件了。
  • UIApplicationDidEnterBackgroundNotification and applicationDidEnterBackground: 这两个方法会在应用程序进入后台时调用，在这个时候你的应用就不再处于活动状态了，这将是你运行代码的最后机会了，如果你想获得更多的cpu时间，这将是最好的时候来调用beginBackgroundTaskWithExpirationHandler: 方法。
  • UIApplicationWillEnterForegroundNotification and applicationWillEnterForeground: 当应用程序返回活动状态时，这两个方法将被调用，这会应用仍在后台，但是你可以重新开始任何你想做的事情。如果再开始的时候你调用了beginBackgroundTaskWithExpirationHandler: ，现在就是调用endBackgroundTask: 的好时机。
  • UIApplicationDidBecomeActiveNotification and applicationDidBecomeActive: 这两个方法在上面的调用之后紧接着调用，这时你的应用已经从后台回到前台了。如果你的app刚从一个临时打断中恢复过来－－一个电话，这两个方法就会被调用－－你的应用并没有真正进入后台，UIApplicationWillResignActiveNotification 方法会被调用。

你可以在苹果的开发文档里面看到这些所有的信息。点击打开链接
下一部分将会包含如何使用这些通知，修改beginBackgroundTaskWithExpirationHandler bug留给读者吧！

处理报刊下载

在ios5里面苹果引进了杂志api，将允许你创建杂志和新闻类的app，有一些新的特性。使用报刊杂志类api的应用，没有通常的应用图标，因为他们是在杂志应用里面安装的。
杂志模式对杂志类应用非常特殊，它提供了一系列api使得你的应用很容易下载大文件。即使你的应用在后台，也可以持续下载整个文件。
如果你的应用不是报刊杂志类的请不要使用该模式，否则代码将不会起作用。
样例工程的xib文件里面有个UITextField 控件是在uiwebview里面加载的，通常这个url是：https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Cocoa/Conceptual/ProgrammingWithObjectiveC/ProgrammingWithObjectiveC.pdf 这是一个大文件，用来证明应用在后台时仍旧可以下载该pdf文件。如果你那里有其他的大型pdf文件你也可以用它来代替。
在TBFourthViewController.m:顶部添加两个属性：
[objc] view plaincopy
  1. @property (nonatomic, strong) NKIssue *currentIssue;  
  2. @property (nonatomic, strong) NSString *issueFilename;  
首先，完成 UITextFieldDelegate 里面的方法，在编辑文本区域时点击return键，这个方法就会执行。这段代码可以放在该文件的任何地方。
[objc] view plaincopy
  1. #pragma mark - UITextFieldDelegate  
  2.    
  3. - (BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField  
  4. {  
  5.     self.webView.hidden = YES;  
  6.     self.progress.progress = 0.0f;  
  7.     self.progress.hidden = NO;  
  8.    
  9.     NKLibrary *library = [NKLibrary sharedLibrary];  
  10.     for (NKIssue *issue in [library.issues copy])  
  11.     {  
  12.         [library removeIssue:issue];  
  13.     }  
  14.     self.currentIssue = [library addIssueWithName:@"test" date:[NSDate date]];  
  15.    
  16.     NSURL *downloadURL = [[NSURL alloc] initWithString:self.txtURL.text];  
  17.     NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:downloadURL];  
  18.     NKAssetDownload *assetDownload = [self.currentIssue addAssetWithRequest:request];  
  19.     [assetDownload downloadWithDelegate:self];  
  20.     [textField resignFirstResponder];  
  21.     return YES;  
  22. }  

代码首先隐藏了web view显示了进度条，NKLibrary在app里面提供了一个单例对象来管理杂志。你需要使用它来创建NKIssue 对象。
首先移除所有的刊物，来避免添加同名称的刊物引发的错误。下一步，创建一个刊物，随便命名，在真实情况下应该是刊物名称或者一个数字，每个刊物都应该有不同的名称。
接下来，在文本框里面创建 NSURL 对象，再创建NSURLRequest 对象，最后把请求添加到 NKIssue 对象里面。使用NKAssetDownload 对象你就可以开始下载文件了，设置viewController为一个代理。
你可以为NSURLConnection 建立一个可选的代理方法，该方法将会放松下载进度的更新，把下面的代码添加到类文件的任意位置。
[objc] view plaincopy
  1. #pragma mark - NSURLConnectionDownloadDelegate  
  2.    
  3. - (void)connection:(NSURLConnection *)connection  
  4.       didWriteData:(long long)bytesWritten  
  5.  totalBytesWritten:(long long)totalBytesWritten  
  6. expectedTotalBytes:(long long)expectedTotalBytes  
  7. {  
  8.     float progress = (float)totalBytesWritten / (float)expectedTotalBytes;  
  9.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  10.     {  
  11.         self.progress.progress = progress;  
  12.     }  
  13.     else  
  14.     {  
  15.         NSLog(@"App is backgrounded. Progress = %.1f", progress);  
  16.     }  
  17. }  
  18.    
  19. - (void)connectionDidFinishDownloading:(NSURLConnection *)connection  
  20.                         destinationURL:(NSURL *)destinationURL  
  21. {  
  22.     self.issueFilename = destinationURL.pathComponents.lastObject;  
  23.     NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
  24.    
  25.     [[NSFileManager defaultManager] moveItemAtURL:destinationURL  
  26.                                             toURL:fileURL  
  27.                                             error:nil];  
  28.    
  29.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  30.     {  
  31.         self.webView.hidden = NO;  
  32.         self.progress.hidden = YES;  
  33.         NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
  34.         [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];  
  35.     }  
  36.     else  
  37.     {  
  38.         NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");  
  39.     }  
  40. }  
如果在下载列表里面有新的数据，第一个方法就会被调用。你不需要做太多的事情，操作系统会照顾好所有的数据，当应用在前台时 你可以更新ui，在后台时，你可以在控制台打印log。
当下载完成时，第二个方法会被调用。文件必须得移动到Newsstand API 规定的地方，如果空间满了，可以移除旧的报刊版本。
当移动完成后，你可以更新ui或者在后台打印信息。
如果在后台下载完成会发生什么？webview控件并不会被pdf内容更新，你可以用上面讲过的几种通知方式来修改这个问题。
首先从上面的方法中提取更新的代码，可以重复使用，而不用再次敲代码。在类文件的任意位置添加下面方法：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)updateWebView  
  2. {  
  3.     self.webView.hidden = NO;  
  4.     self.progress.hidden = YES;  
  5.     NSURL *fileURL = [self.currentIssue.contentURL URLByAppendingPathComponent:self.issueFilename];  
  6.     [self.webView loadRequest:[NSURLRequest requestWithURL:fileURL]];  
  7. }  
从connectionDidFinishDownloading:destinationURL: 里面移除多余的代码，之后if语句变成下面样子：
[objc] view plaincopy
  1. if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  2. {  
  3.     [self updateWebView];  
  4. }  
  5. else  
  6. {  
  7.     NSLog(@"App is backgrounded. Download finished");  
  8. }  
当app变成活动状态时，添加下列你想调用的代码：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)appBecameActive  
  2. {  
  3.     if (self.currentIssue && self.currentIssue.downloadingAssets.count == 0 && self.webView.hidden)  
  4.     {  
  5.         [self updateWebView];  
  6.     }  
  7. }  

最后，把下列代码添加到viewDidLoad:的末尾：
[objc] view plaincopy
  1. [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self  
  2.                                          selector:@selector(appBecameActive)  
  3.                                              name:UIApplicationDidBecomeActiveNotification  
  4.                                            object:nil];  

当你添加了一个观察之后，不要忘记在对象被回收时取消它。因此让我们来完成dealloc:方法：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)dealloc  
  2. {  
  3.    [[NSNotificationCenter defaultCenter] removeObserver:self];  
  4. }  
现在，你基本上做完了，猜一下，还有什么没做？。。。Info.plist 。这次你需要添加第二个键直队，来让app成为一个杂志类应用：
首先在 Required background modes 里面添加一个新的键值：


接着在plist的主列表里面添加一个新的键值，并且选择Application presents content in Newsstand:



当你选择这个项目之后，值就变成一个boolean类型，记住选择yes。
现在，编译并运行代码，切换到第四个tab栏，你将看到下面结果：

选择文本区域，点击return键盘的键，文件就会开始下载，你也会看到进度条从0开始一直到100；当下载完成以后你就会在webview里面看到文件：


好了，应用在前台时，显示正常。但它会通过真实的测试吗？
停止运行app，再次启动。这次点击return之后点击home键，你将会看到控制台的log输出，返回应用，你将看到webview更新了pdf的内容。耶！
如果你的网速很快，下载将会完成的很快，你可能都没能看到控制台的信息。在这种情况下，找一个大的pdf文件。
你可能注意到，你的应用不再有一个正常的图标了，它已经在杂志类应用里面了，并且有一个默认的报刊图标。


提供网络电话（voip）服务

最后一种模式是一种非常强大的后台模式，因为它允许你的应用在后台执行任意的代码。这种模式要比“Whatever”好，因为你可以执行任意的代码而没有时间限制。更给力的是，当app异常关闭了或者用户重启手机了，应用会在后台重新启动。非常棒！
需要注意的是，你的应用必须给用户提供VoIP的功能，否则苹果会拒绝你和你的应用。
创建一个voip应用已经超出了本教程的范围，但是我至少会构建一些基本原则。voip（Voice-over-IP）也就是网络电话，在本教程里面你将创建一个简单的应用来连接服务器。在后台时保持连接开启，当应用从链接接收到信息的时候回调。
开始，打开TBFifthViewController.m 文件，在顶部添加下面属性声明：
[objc] view plaincopy
  1. @property (nonatomic, strong) NSInputStream *inputStream;  
  2. @property (nonatomic, strong) NSOutputStream *outputStream;  
  3. @property (nonatomic, strong) NSMutableString *communicationLog;  
  4. @property (nonatomic) BOOL sentPing;  
接着定义一些常量，这个你在后来的链接中可能用到。在@implementation TBFifthViewController:前面添加下列代码：
[objc] view plaincopy
  1. const uint8_t pingString[] = "ping\n";  
  2. const uint8_t pongString[] = "pong\n";  
开始，有一个简便的方法给textview添加事件，当链接完成时、链接断开、你将得到提示。在类文件的任意位置添加如下代码：
[objc] view plaincopy
  1. - (void)addEvent:(NSString *)event  
  2. {  
  3.     [self.communicationLog appendFormat:@"%@\n", event];  
  4.     if (UIApplication.sharedApplication.applicationState == UIApplicationStateActive)  
  5.     {  
  6.         self.txtReceivedData.text = self.communicationLog;  
  7.     }  
  8.     else  
  9.     {  
  10.         NSLog(@"App is backgrounded. New event: %@", event);  
  11.     }  
  12. }  
特别简单，如果app是活动状态的，就添加字符，更新ui，在后台的话，就只是控制台打印。
现在添加didTapConnect:,方法的实现，当用户点击链接按钮时，方法就会被调用：
[objc] view plaincopy
  1. - (IBAction)didTapConnect:(id)sender  
  2. {  
  3.     if (!self.inputStream)  
  4.     {  
  5.         // 1  
  6.         CFReadStreamRef readStream;  
  7.         CFWriteStreamRef writeStream;  
  8.         CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (__bridge CFStringRef)(self.txtIP.text), [self.txtPort.text intValue], &readStream, &writeStream);  
  9.    
  10.         // 2  
  11.         self.sentPing = NO;  
  12.         self.communicationLog = [[NSMutableString alloc] init];  
  13.         self.inputStream = (__bridge_transfer NSInputStream *)readStream;  
  14.         self.outputStream = (__bridge_transfer NSOutputStream *)writeStream;  
  15.         [self.inputStream setProperty:NSStreamNetworkServiceTypeVoIP forKey:NSStreamNetworkServiceType];  
  16.    
  17.         // 3  
  18.         [self.inputStream setDelegate:self];  
  19.         [self.outputStream setDelegate:self];  
  20.         [self.inputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];  
  21.         [self.outputStream scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];  
  22.    
  23.         // 4  
  24.         [self.inputStream open];  
  25.         [self.outputStream open];  
  26.    
  27.         // 5  
  28.         [[UIApplication sharedApplication] setKeepAliveTimeout:600 handler:^{  
  29.             if (self.outputStream)  
  30.             {  
  31.                 [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];  
  32.                 [self addEvent:@"Ping sent"];  
  33.             }  
  34.         }];  
  35.     }  
  36. }  
看起来有点复杂，因为你正在创建一个双向流。
  1. 最简单的方法就是使用CFStreamCreatePairWithSocketToHost 函数，这将意味着稍后需要建立很多NSInputStream 和outputStream的连接。
  2. 当你使用 CFStreamCreatePairWithSocketToHost, 创建了输入输出流后，你把它们连接到相应的Objective-C类里面。在这里调用setProperty:forKey: 方法很重要，因为它会提示ios系统即使应用在后台，也要维持住连接。你只需要为输入流做这些。
  3. 下一步，设置控制器对象为代理，设置两个流的loop到应用的主loop里面。ios操作系统需要知道调用那个运行loop里面的代理方法。在这种情况下最好的运行loop就是和应用的主loop关联起来。当你得到了新消息时，你需要在主线程里面来更新ui。
  4. 从这之后，流文件就已经被计划好了，你只需要调用open 方法。
  5. 最后需要在xcode里面做的事情只是针对voip应用的。调用setKeepAliveTimeout:handler: 方法之后，你可以设置一个handler，当应用在后台时，该handler会周期的调用。它允许你的应用做任何事情，为了保持长连接，它需要发送“ping”到你的服务器。你把它设置成10分钟调用一次－－－依据文档这是这个方法允许的最小值。在这里你需要做的事情就是给服务器发送一个ping，然后打印log信息就可以了。
现在你需要添加流代理，他将会接收来自连接的更新。把下面代码添加到你的类文件的任意位置：
[objc] view plaincopy
  1. #pragma mark - NSStreamDelegate  
  2.    
  3. - (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode  
  4. {  
  5.     switch (eventCode) {  
  6.         case NSStreamEventNone:  
  7.             // do nothing.  
  8.             break;  
  9.    
  10.         case NSStreamEventEndEncountered:  
  11.             [self addEvent:@"Connection Closed"];  
  12.             break;  
  13.    
  14.         case NSStreamEventErrorOccurred:  
  15.             [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Had error: %@", aStream.streamError]];  
  16.             break;  
  17.    
  18.         case NSStreamEventHasBytesAvailable:  
  19.             if (aStream == self.inputStream)  
  20.             {  
  21.                 uint8_t buffer[1024];  
  22.                 NSInteger bytesRead = [self.inputStream read:buffer maxLength:1024];  
  23.                 NSString *stringRead = [[NSString alloc] initWithBytes:buffer length:bytesRead encoding:NSUTF8StringEncoding];  
  24.                 stringRead = [stringRead stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet newlineCharacterSet]];  
  25.    
  26.                 [self addEvent:[NSString stringWithFormat:@"Received: %@", stringRead]];  
  27.    
  28.                 if ([stringRead isEqualToString:@"notify"])  
  29.                 {  
  30.                     UILocalNotification *notification = [[UILocalNotification alloc] init];  
  31.                     notification.alertBody = @"New VOIP call";  
  32.                     notification.alertAction = @"Answer";  
  33.                     [[UIApplication sharedApplication] presentLocalNotificationNow:notification];  
  34.                 }  
  35.                 else if ([stringRead isEqualToString:@"ping"])  
  36.                 {  
  37.                     [self.outputStream write:pongString maxLength:strlen((char*)pongString)];  
  38.                 }  
  39.             }  
  40.             break;  
  41.    
  42.         case NSStreamEventHasSpaceAvailable:  
  43.             if (aStream == self.outputStream && !self.sentPing)  
  44.             {  
  45.                 self.sentPing = YES;  
  46.                 if (aStream == self.outputStream)  
  47.                 {  
  48.                     [self.outputStream write:pingString maxLength:strlen((char*)pingString)];  
  49.                     [self addEvent:@"Ping sent"];  
  50.                 }  
  51.             }  
  52.             break;  
  53.    
  54.         case NSStreamEventOpenCompleted:  
  55.             if (aStream == self.inputStream)  
  56.             {  
  57.                 [self addEvent:@"Connection Opened"];  
  58.             }  
  59.             break;  
  60.    
  61.         default:  
  62.             break;  
  63.     }  
  64. }  

该方法处理了连接有可能接收到的所有事件，它们中的大多数都很简单，并且很容易看明白。
NSStreamEventHasBytesAvailable 情况只会在输入流里面出现，但是它应该在任何情况下都被检查。你把buffer转为string，在新行执行trim方法，然后打印出信息。
接下来的部分很有趣，如果事件是notify”，你设计了一个本地的通知。在一个真正的VoIP应用里面，它将对应是有电话打进来。因此无论应用是在前后台，这个都会执行。
如果命令是“ping”，你需要发送一个“pong”给服务器。
当输出字节有空间发送数据时，你就调用NSStreamEventHasSpaceAvailable 方法。当且仅当你第一次接收到这个时，你发送ping给服务器。
为了能够使应用正常运行，你当然需要添加 App provides Voice over IP 到后台的plist：


在你运行应用之前你需要一个服务器来测试它，你可以使用一个叫做 netcat 的小工具，它允许你 创建一个简单的服务器，打开终端（Applications/Utilities/Terminal.app app）会话，输入如下命令：
[objc] view plaincopy
  1. nc -l 10000  
这行命令在10000端口上开了一个应用，来监听连接，现在回到xcode，运行应用：


如果你在使用模拟器，你就设置ip为127.0.0.1，如果你是在设备上测试，你就需要找到你的mac电脑在网络中的ip，并且把你的ip设置成它。
现在点击连接，当连接建立起来后你就可以在控制台看到ping信息。
在你的终端控制台打ping然后点击回车，你将看到丛应用里面发送来的pong，如果你不是发送ping，而是其他的东西，你就接收不到任何回馈。


接下来，试一下notify 命令，你需要在另一台设备上面运行，而不是在模拟器上面，因为通知在模拟器里面并不起作用。
如果你点击了home键，并且在终端发送了ping命令，你将仍然会接收到pong的返回，如果是在设备上运行，你将收到推送消息：



这是第五种后台模式，号称最强大的，明智的使用它吧！

接下来学习什么

你可以下载本教程的所有源代码：
如果你想阅读我们上面讲到的更多的官方文档，请点击Background Execution and Multitasking，这歌文档解释了所有的后台模式，并且每一种后台模式都有文档链接。
本文讲到的一个特别感兴趣的东西就是being a responsible background app，如果你想发布一个后台应用到appstore，这里或多或少有一些东西你会感兴趣。
我希望你能喜欢本教程，现在你可以根据你的需求，选择某种后台模式来完成自己的应用了。
记住工程的源代码地址：http://download.csdn.net/detail/dongtaochen2039/8274921下载下来吧。
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