【IOS 开发学习总结-OC-62】IOS 应用的生命周期

IOS 应用的运行有前台运行和后台运行的差异。当应用在前台与后台之间切换的时候,系统会发出通知,回调应用程序委托类的特定方法,我们可以通过重写这些方法来改变应用程序在前台和后台的运行行为。

IOS应用程序的状态

IOS应用程序有如下几种状态;
1. not running:——程序未启动或被系统禁止;
2. inactive（不活动）：在前台运行,但不能接手事件处理。——当应用从一个状态切换到另一个状态时,中途过渡会短暂处于这种状态;
3. active：在前台运行且能接收事件。——在前台时的正常状态;
4. background：应用在后台运行,且在执行代码。大多数将要进入挂起 suspended 状态的应用,会短暂进入该状态。若应用请求更多额外的执行时间,该应用会在此状态保持更长一段时间。（如果一个应用要求启动时直接进入后台运行,这样的应用会直接从not running 进入background状态,不经过inactive状态）
5. suspended（挂起）：应用处在后天,没有执行任何代码——系统会自动转入该状态,并且不会发出任何通知。（处在该状态时,依然留驻内存,但不执行任何程序代码。当系统发生低内存警告时,系统会将处于该挂起状态的应用彻底移除内存,为前台释放更多内存）

下图为应用状态切换示意图：

大部分时候,应用程序的状态的改变都会激发应用程序委托类（app delegate）对应的方法。

协议中定义的这些方法的作用：

1. - (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application
   说明：当应用程序将要入非活动状态执行，在此期间，应用程序不接收消息或事件，比如来电话了
2. - (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application
   说明：当应用程序入活动状态执行，这个刚好跟上面那个方法相反
3. - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
   说明：当程序被推送到后台的时候调用。所以要设置后台继续运行，则在这个函数里面设置即可
4. - (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application
   说明：当程序从后台将要重新回到前台时候调用，这个刚好跟上面的那个方法相反。
5. - (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application
   说明：当程序将要退出是被调用，通常是用来保存数据和一些退出前的清理工作。这个需要要设置UIApplicationExitsOnSuspend的键值。
6. - (void)applicationDidReceiveMemoryWarning:(UIApplication *)application
   说明：iPhone设备只有有限的内存，如果为应用程序分配了太多内存操作系统会终止应用程序的运行，在终止前会执行这个方法，通常可以在这里进行内存清理工作防止程序被终止
7. - (void)applicationSignificantTimeChange:(UIApplication*)application
   说明：当系统时间发生改变时执行
8. - (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication*)application
   说明：当程序载入后执行
9. - (void)application:(UIApplication)application willChangeStatusBarFrame:(CGRect)newStatusBarFrame
   说明：当StatusBar框将要变化时执行
10. - (void)application:(UIApplication*)application willChangeStatusBarOrientation:(UIInterfaceOrientation)newStatusBarOrientation duration:(NSTimeInterval)duration
    说明：当StatusBar框方向将要变化时执行
11. - (BOOL)application:(UIApplication*)application handleOpenURL:(NSURL*)url
    说明：当通过url执行
12. - (void)application:(UIApplication*)application didChangeStatusBarOrientation:(UIInterfaceOrientation)oldStatusBarOrientation
    说明：当StatusBar框方向变化完成后执行
13. - (void)application:(UIApplication*)application didChangeSetStatusBarFrame:(CGRect)oldStatusBarFrame
    说明：当StatusBar框变化完成后执行

应用程序启动过程

应用启动时,从 no running——》inactive（短暂）——》active状态。
或者：从 no running——》直接到后台运行状态。

应用启动时,系统会创建一个进程和一个主线程,并在主线程里调用 main（）函数——负责初始化 UIApplication 对象,并为UIApplication设置应用代理类等。

应用程序初始化并准备进到前台运行之前的大部分工作都在main（）函数中完成。

应用启动到 active 状态的过程——加载应用程序进入前台

加载应用程序进入后台

如何确定应用是进入了前台还是进入了后台

可以在- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication*)application方法中判断 UIApplication 对象的 applicationState 属性——如果应用进入了前台,则该属性值为 UIApplicationStateInactive;而如果进入了后台,属性值为UIApplicationStateBackground. 示例代码：UIApplicationState appState=[UIApplication sharedApplication].applicationState;该代码可以用来检测应用将要进入的状态。

程序入口函数——main 函数

main函数是程序启动的入口，在iOS app中，main函数的功能被最小化，它的主要工作都交给了UIKit framework

#import <UIKit/UIKit.h>  int main(int argc, char *argv[])  {      @autoreleasepool {   return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([MyAppDelegate class]));      }  }  

UIApplicationMain函数会创建一个UIApplication对象,UIApplicationMain函数有四个参数，你不需要改变这些参数值，不过我们也需要理解这些参数和程序是如何开始的

argc——代表用户传入的参数个数 和argv——封装了用户传入的多个参数。 第三个参数确定了主要应用程序类的名称，这个参数指定为nil，这样UIKit就会使用默认的程序类UIApplication。第四个参数是程序自定义的代理类名，这个类负责系统和代码之间的交互,处理状态切换中的产生的各种事件。它一般在Xcode新建项目时会自动生成。

另外 UIApplicationMain函数加载了程序主界面的xib设计文件。虽然这个函数加载了界面文件，但是没有放到应用程序的windows上，你需要在Delegate的 application:willFinishLaunchingWithOptions方法中加载它。 但如果是storyboard界面是设计文件——该函数不仅会加载主界面设计文件,还会在用户界面显示在窗口中。

一个应用程序可以有一个主的storyboard文件或者有一个主的nib文件，但不能同时有两个存在。

如果程序在启动时没有自动加载主要的故事版或nib文件，你可以在application:willFinishLaunchingWithOptions方法里准备windows的展示。或者在项目设置界面或者 plist 文件中进行修改。

响应中断的处理

当一个基于警告式的中断发生时，比如有电话打进来了，这是程序会临时进入inactive状态，这用户可以选择如何处理这个中断。
用户决定如何处理该中断之前,应用将一直处于 inactive 状态,——用户选择后,当前应用可以返回 active 状态继续运行,也可以切到后台状态,让其他应用运行。

通知不会把程序变成为激活状态，通知会显示在banana状态栏上，如果你拉下状态栏，程序会变成inactive,把状态栏放回去，程序变回active。

按锁屏键也是另外一种程序的中断，当你按下锁屏键，系统屏蔽了所有触摸事件，把app放到了后台，这时app状态是 inactive，并进入后台。

流程如下图：

当有这些中断时，我们的app该怎么办？

我们应该在applicationWillResignActive:方法中：

• 停止timer 和其他周期性的任务
• 停止任何正在运行的请求
• 停止正在运行的元数据查询
• 暂停视频的播放
• 如果是游戏那就暂停它
• 减少OpenGL ES的帧率

• 暂停所有执行非关键代码的调度队列和操作队列（处于 inactive 状态,但可以继续处理网络请求和其他耗时的后台任务）

  挂起任何分发的队列和不重要的操作队列（你可以继续处理网络请求或其他时间敏感的后台任务）。

当程序回到active状态 ， applicationDidBecomeActive: 方法中恢复刚才applicationWillResignActive:方法中所有的工作。比如重新开始timer, 继续分发队列，提高OpenGL ES的帧率。不过游戏要回到暂停状态，不能自动开始。

如果锁屏时设置了密码保护,设备内所有文件都处于保护状态。——所以,如果应用持有这些被保护文件的引用,应该在applicationWillResignActive:方法中关闭这些引用,并在applicationDidBecomeActive: 方法中重新打开这些文件的引用。

通话过程中调整应用的 UI

我们使用 iPhone 的时候,都会发现当我们在接听电话时（不挂断）,回到应用界面时,通知栏会高度变高。如下图中上面的状态栏：

这个时候,如果我们应用的 UI 不变化的话,应用界面就会被状态栏遮挡。处理这个问题的最好方法是——使用视图控制器去管理应用程序界面。当状态栏大小发生改变时,视图控制器可自动调整它管理的所有内部视图。

如果应用由于某些原因没有使用视图控制器,则应该手动响应状态栏的变化。——通过注册UIApplicationDidChangeStatusBarFrameNotification通知来实现。该通知的处理函数应获取状态栏的高度,并使用这个数据适当调整当前用户界面的高度。

知识扩展：UIDeviceOrientationDidChangeNotification和UIApplicationDidChangeStatusBarFrameNotification

进入后台

前台应用一般先切换到inactive 状态,然后再切换到 background 状态,系统自动调用应用委托的applicationWillResignActive:方法和- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application方法。

大部分应用在执行- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application方法执行完成后不久转入 suspended 状态。

对于请求特定后台任务的应用（如播放音乐）或请求需要额外执行时间的应用,可能会继续执行更长时间。

转入后台要做的

应用可以在- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application方法中完成转入后台前需要的准备工作,所有的应用要做的事情：
- 保存用户数据或状态信息。——所有没有写入磁盘的文件或信息在进入后台之前,都应该写入磁盘。因为程序可能在后台被 killed。
- 释放所有可以释放的内存。

applicationDidEnterBackgound:方法有大概5秒的时间让你完成这些任务。如果超过时间还有未完成的任务，你的程序就会被终止而且从内存中清除。如果还需要长时间的运行任务，可以调用 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler 方法去请求后台运行时间和启动线程来运行长时间运行的任务。
无论是否启动执行后台任务的线程,applicationDidEnterBackgound:方法必须在5秒的时间内退出。

后台应用的内存使用

应用转入后台,应该尽可能释放它占用的内存。当系统内存紧张,系统会优先中中止那些占用大量内存且处于后台的应用。

在后台时，每个应用程序都应该释放最大的内存。系统努力的保持更多的应用程序在后台同时 运行。不过当内存不足时，会终止一些挂起的程序来回收内存，那些内存最大的程序首先被终止。

事实上，应用程序应该的对象如果不再使用了，那就应该尽快的去掉强引用，这样编译器可以回收这些内存。如果你想缓存一些对象提升程序的性能，你可以在进入后台时，把这些对象去掉强引用。

下面这样的对象应该尽快的去掉强引用：

1. 缓存的图片对象;
2. 你可以重新加载的大的视频或数据文件
3. 任何当前没用而且可以轻易创建的对象

在后台时，为了减少程序占用的内存，系统会自动执行如下操作释放内存。

• 系统回收Core Animation的后备存储;
• 去掉任何系统引用的缓存图片;
• 去掉系统管理数据缓存中的强引用。

返回前台

流程如图所示：

- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application方法应该用来恢复所有在- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application方法中所做的 工作。
同时,在- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application方法中,应该执行那个在应用启动时所做的操作。

当app处于挂起状态时，它是不能执行任何代码的。因此它不能处理在挂起期间发过来的通知，比如方向改变，时间改变，设置的改变还有其他影响程序展现的或状态的通知。在程序返回后台或前台时，程序都要正确的处理这些通知。

应用程序终止

程序只要符合以下情况之一，只要离开前台进入后台或挂起状态就会终止并移出内存：
1. iOS4.0以前的系统
2. app是基于iOS4.0之前系统开发的。
3. 设备不支持多任务
4. 在Info.plist文件中，程序包含了 UIApplicationExitsOnSuspend 键。

app如果被终止使处于前台或后台运行 ,系统会调用app的代理的方法 applicationWillTerminate: 这样可以让你可以做一些清理工作。

注意：如果应用当前处于 suspended 状态,那么该应用将要终止时不会调用applicationWillTerminate:方法。

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通常来说,我们可以在该方法中保存用户数据或应用状态信息,保证应用重新启动可以恢复之前的运动状态。
你可以保存一些数据或app的状态。这个方法也有5秒钟的限制。超时后方法会返回程序从内存中清除。

注意：用户可以手工关闭应用程序。

The Main Run Loop ——主运行循环

Main Run Loop负责处理用户相关的事件。UIApplication对象在程序启动时启动main run Loop，它处理事件和更新视图的界面。看Main Run Loop就知道，它是运行在程序的主线程上的。这样保证了接收到用户相关操作的事件是按顺序处理的。

Main Run Loop 处理事件的架构图：

用户操作设备，相关的操作事件被系统生成并通过UIKit的指定端口分发。事件在内部排成队列，一个个的分发到Main run loop 去做处理。UIApplication对象是第一个接收到事件的对象，它决定事件如何被处理。触摸事件分发到主窗口，窗口再分发到对应出发触摸事件的View。其他的事件通过其他途径分发给其他对象变量做处理。

大部分的事件可以在你的应用里分发，类似于触摸事件，远程操控事件（线控耳机等）都是由app的 responder objects 对象处理的。

iOS 应用中,绝大部分对象都可以作为UIResponder对象。
Responder objects 在你的app里到处都是，比如：UIApplication 对象。view对象，view controller 对象，都是resopnder objects。大部分事件的目标都指定了resopnder object，不过事件也可以传递给其他对象。比如，某个 UIResponder对象 不处理事件,可以传给它对应的 UIviewcontroller（如果有）,如果UIviewcontroller也不处理该事件,事件将会被传给它所在的 UIView

补充学习资料：
1. 该参考文档中有些内容不是很全面,也不是很准确,对比学习啦。 iOS应用程序生命周期(前后台切换,应用的各种状态)详解
2. iOS系统消息
3. iOS开发系列–通知与消息机制