iOS-深度解析iOS應用程式的生命週期

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摘要：iOS應用程式一般都是由自己編寫的代碼和系統架構組成，系統架構提供一些基本infrastructure給App來運行，而開發人員則自己編寫代碼定製App的外觀和行為，瞭解iOS Infrastructure及其如何工作對編寫App很有協助。

iOS應用程式一般都是由自己編寫的代碼和系統架構（system frameworks）組成，系統架構提供一些基本infrastructure給所有App來運行，而你提供自己編寫的代碼來定製App的外觀和行為。 因此，瞭解iOS Infrastructure和它們如何工作對編寫App是很有協助的。

Main函數入口

所有基於C編寫的App的入口都是main函數，但iOS應用程式有點不同。不同就是你不需要為iOS應用程式而自己編寫main函數，當你使用Xcode建立工程的時候就已經提供了。除非一些特殊情況，否則你不應該修改Xcode提供的main函數實現。範例程式碼如下：

[cpp] view plaincopy

1. #import <UIKit/UIKit.h>  
2. #import "AppDelegate.h"  
3.   
4. int main(int argc, char * argv[])  
5. {  
6.     @autoreleasepool {  
7.         return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));  
8.     }   
9. }  

上面執行個體代碼中有一個很重要的函數UIApplicationMain，它主要是建立App的幾個核心對象來處理以下過程：

1. 從可用Storyboard檔案載入使用者介面；
2. 調用AppDelegate自訂代碼來做一些初始化設定；
3. 將App放入Main Run Loop環境中來響應和處理與使用者互動產生的事件。

應用程式的架構

iOS應用程式都遵循Model-View-Controller的架構，Model負責儲存資料和處理商務邏輯，View負責顯示資料和與使用者互動，Controller是兩者的中介，協調Model和View相互協作。它們的通訊規則如下：

1. Controller能夠訪問Model和View，Model和View不能互相訪問。

2. 當View與使用者互動產生事件時，使用target-action方式來處理。

3. 當View需要處理一些特殊UI邏輯或擷取資料來源時，通過delegate或data source方式交給Controller來處理。

4. Model不能直接與Controller通訊，當Model有資料更新時，可以通過Notification或KVO (Key Value Observing)來通知Controller更新View。

瞭解iOS的MVC設計模式之後，我們從來瞭解在MVC模式下iOS應用程式有哪些關鍵對象以及它們職責主要是什嗎？

• UIApplication對象

使用者與iOS裝置互動時產生的事件（Multitouch Events，Motion Event，Remote Control Event）交由UIApplication對象來分發給control objects（UIControl）對應的target objects來處理並且管理整個事件迴圈，而一些關於App運行時重要事件委託給app delegate來處理。

• App delegate對象

App delegate對象遵循UIApplicationDelegate協議，響應app運行時重要事件(app啟動、app記憶體不足、app終止、切換到 另一個app、切回app)，主要用於app在啟動時初始化一些重要資料結構；例如，初始化UIWindow，設定一些屬性，為window添加 rootViewController。

• View controller對象

View Controller有一個view屬性是view階層中的根view，你可以添加子view來構建複雜的view；controller有一些 viewDidLoad、viewWillAppear等方法來管理view的生命週期；由於它繼承UIResponder，所有還會響應和處理使用者事 件。

• Documents和data model對象

data model對象主要用來儲存資料。例如，餓了麼app在搜尋切換地址後，有記錄搜尋地址曆史，當app下次啟動時，讀取和顯示搜尋地址曆史。

document對象(繼承UIDocument)用來管理一些或所有的data model對象。document對象並不是必須的，但提供一種方便的方式來分組屬於單個檔案或多個檔案的資料。

• UIWindow對象

UIWindow對象位於view階層中的最頂層，它充當一個基本容器而不顯示內容，如果想顯示內容，添加一個content view到window。

它也是繼承UIResponder，所以它也是會響應和處理使用者事件。

• View、control、layer對象

View 對象可以通過addSubview和removeFromSuperview 等方法管理view的階層，使用layoutSubviews、layoutIfNeeded和setNeedsLayout等方法布局view的層 次結構，當你發現系統提供view已經滿足不了你想要的外觀需求時，可以重寫drawRect方法或通過layer屬性來構造複雜的圖形外觀和動畫。還有 一點，UIView也是繼承UIResponder，所以也能夠處理使用者事件。

Control對象通常就是處理特定類型使用者互動的View，常用的有button、switch、text field等。

除了使用View和Control來構建view階層來影響app外觀之外，還可以使用Core Animation架構的Layer對象來渲染view外觀和構建複雜的動畫。

Main Run Loop

一 個iOS應用程式的main run loop主要作用是處理所有與使用者相關的事件。UIApplication對象在啟動時就設定main run loop和使用它來處理事件和更新基於view的介面。正如它的名字顯示，main run loop是運行在應用程式的主線程。這樣就確保與接收到使用者相關的事件被有序地處理。

顯示main run loop的架構和使用者事件最終是怎樣被應用程式處理。當使用者與裝置互動時，系統就會產生與互動關聯的事件，然後被應用程式的UIKit通過一個特殊的連接埠 來分發。應用程式把事件放入隊列，然後逐個分發到main run loop來執行。UIApplication對象是第一個對象接收到事件，然後決定怎樣處理它。一個touch event通常都被分發到main window對象，然後依次分發到發生觸碰的view。其他event的接收事件物件路徑可能有點不同。

大 多數的事件通過使用main run loop來分發，但有些不是。有些事件被發送到一個delegate對象或傳遞到你提供的block中。想瞭解更多如何處理大多數類型的事件，其中包括 touch、remote control、motion、accelerometer和gyroscopic等事件，請查閱Event Handle Guide for iOS。

 

應用程式的狀態和多任務

有時系統會從App一種狀態切換另一種狀態來響應系統發生的事件。例如，當使用者按下Home鍵、電話打入或其他中斷髮生時，當前啟動並執行應用程式會切換狀態來響應。應用程式的狀態有以下幾種：

• Not running：App還沒運行
• Inactive：App運行在foreground但沒有接收事件
• Active：App運行在foreground和正在接收事件
• Background：運行在background和正在執行代碼
• Suspended：運行在background但沒有執行代碼

大多數發生狀態轉換時都會調用delegate對象對應的方法來響應App的狀態改變。下面匯總了delegate對象的所有方法，當App狀態發生轉換時，你可能會使用到它們。

• application:willFinishLaunchingWithOptions: - 這個方法是你在啟動時的第一次機會來執行代碼
• application:didFinishLaunchingWithOptions: - 這個方法允許你在顯示app給使用者之前執行最後的初始化操作
• applicationDidBecomeActive: - app已經切換到active狀態後需要執行的操作
• applicationWillResignActive: - app將要從前台切換到後台時需要執行的操作
• applicationDidEnterBackground: - app已經進入後台後需要執行的操作
• applicationWillEnterForeground: - app將要從後台切換到前台需要執行的操作，但app還不是active狀態
• applicationWillTerminate: - app將要結束時需要執行的操作

現在講下App啟動、來回切換App和鎖屏時狀態的切換和調用對應哪些delegate對象的方法：

• App啟動和active/inactive

如 圖所示，當App啟動時，首先由not running狀態切換到inactive狀態，此時調用application:didFinishLaunchingWithOptions:方法； 然後由inactive狀態切換到active狀態，此時調用applicationDidBecomeActive:方法。

當App發生中斷時，由active狀態切換到inactive狀態，此時調用applicationWillResignActive:方法。

• 來回切換App

如 圖所示，當切換到另一個App時，由狀態active切換到inactive，此時調用applicationWillResignActive:方法； 然後從inactive狀態切換到running狀態，此時調用applicationDidEnterBackground:方法。

而 當切換回本來的App時，由running狀態切換到inactive狀態，此時調用applicationWillEnterForeground:方 法，然後由inactive狀態切換到active狀態，調用applicationDidBecomeActive:方法。

• 鎖屏

如 何所示，當手機鎖屏時，由狀態active切換到inactive，此時調用applicationWillResignActive:；然後再由 inactive狀態切換到running狀態，此時調用applicationDidEnterBackground:方法。

更多關於app狀態切換以及調用app delegate哪些方法，請觀看WWDC 2011 Session的session_320__adopting_multitasking_in_your_app視頻。

應用程式的終止

系 統常常是為其他app啟動時由於記憶體不足而回收記憶體最後需要終止應用程式，但有時也會是由於app很長時間才響應而終止。如果app當時運行在後台並且沒 有暫停，系統會在應用程式終止之前調用applicationWillTerminate:來儲存使用者的一些重要資料以便下次啟動時恢複到app原來的狀 態。

總結

本文總結了iOS應用程式從啟動 到結束過程中有哪些關鍵對象在參與，以及當使用者與系統互動時產生事件時，系統利用main run loop來管理事件迴圈，決定將事件交給系統哪些對象處理和如何處理。而當App啟動、來回切換App和鎖屏時，App的狀態如何切換和調用對應的哪些 app delegate對象來處理。

擴充閱讀

• App Programming Guide for iOS
• Developing iOS 7 App for iPhone and iPad
• 深入理解RunLoop
• Objective-C Autorelease Pool 的實現原理

 

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