iOS 应用的生命周期

Managing your app's life cycle | Apple Developer Documentation

Performance and metrics | Apple Developer Documentation

iOS 应用的生命周期状态是理解应用如何在不同状态下运行和管理资源的基础。在 iOS 开发中，应用生命周期管理的是应用从启动到终止的整个过程，开发者需要掌握各种生命周期状态及其相关的处理方法，来确保应用的稳定和高效运行。

概述：

iOS 应用生命周期状态

iOS 应用的生命周期大致分为以下几种主要状态：

1. 活跃状态（Active）：

   • 应用处于前台，并正在运行，用户可以与应用交互。
   • 应用的 UI 是可见的，且可以接收用户输入。
   • 相关方法 ：
     • applicationDidBecomeActive(_:)：应用从后台或非活跃状态进入前台，恢复活动状态时调用。
     • applicationWillEnterForeground(_:)：应用从后台进入前台，但尚未恢复活跃状态时调用。

2. 非活跃状态（Inactive）：

   • 应用仍然处于前台，但由于一些事件（例如电话呼入、系统通知）应用未能响应用户输入。
   • 应用 UI 是可见的，但无法进行交互。
   • 相关方法 ：
     • applicationWillResignActive(_:)：应用将进入非活跃状态时调用，通常是因为电话来电、用户锁屏等原因。

3. 后台状态（Background）：

   • 应用进入后台时，会暂停交互和界面更新。
   • 应用可以继续执行后台任务，如位置更新、下载等，但无法更新 UI。
   • 相关方法 ：
     • applicationDidEnterBackground(_:)：应用进入后台时调用，通常用于保存数据、释放资源等操作。
     • applicationWillTerminate(_:)：应用即将退出，应用终止时调用。

4. 挂起状态（Suspended）：

   • 应用完全停止运行，系统将其从内存中冻结。
   • 挂起状态的应用不能继续执行任何任务。此状态下，应用仍然驻留在内存中，但如果系统需要释放内存，它可能会被终止。
   • 相关方法 ：
     • 无特定方法通知。系统自动进入该状态。

关键方法及其应用

这些生命周期方法通常都在 AppDelegate 中实现。理解这些方法的调用顺序和功能，对于开发稳定的 iOS 应用至关重要。下面是一些关键方法的详细说明：

1. applicationDidBecomeActive(_:)

   • 应用恢复到活跃状态时调用。你可以在这里进行一些准备工作，如更新 UI、启动定时器、恢复后台任务等。

   • 例子 ：

     swift

     复制代码

     func applicationDidBecomeActive(_ application: UIApplication) { print("App became active") }

2. applicationWillResignActive(_:)

   • 应用从活跃状态转到非活跃状态时调用。这个方法通常用于暂停游戏、关闭动画或停止其他资源密集型操作。

   • 例子 ：

     swift

     复制代码

     func applicationWillResignActive(_ application: UIApplication) { print("App will resign active") }

3. applicationDidEnterBackground(_:)

   • 应用进入后台时调用。此时，应用无法再进行 UI 更新，但可以进行后台任务（例如下载文件、保存数据等）。系统会给应用一定时间完成这些任务。

   • 例子 ：

     swift

     复制代码

     func applicationDidEnterBackground(_ application: UIApplication) { print("App entered background") }

4. applicationWillEnterForeground(_:)

   • 应用从后台进入前台时调用。应用可以准备恢复 UI 更新、恢复状态或完成一些清理工作。

   • 例子 ：

     swift

     复制代码

     func applicationWillEnterForeground(_ application: UIApplication) { print("App will enter foreground") }

5. applicationWillTerminate(_:)

   • 应用即将终止时调用。通常用于清理资源，保存最后的数据状态。

   • 例子 ：

     swift

     复制代码

     func applicationWillTerminate(_ application: UIApplication) { print("App will terminate") }

面试题追问：iOS 应用生命周期相关

1. iOS 应用的生命周期有哪些状态？各状态之间的转换是如何发生的？

   • 回答要涵盖应用的四个主要生命周期状态：活跃、非活跃、后台和挂起，并简要描述应用从一个状态到另一个状态的转换机制。

2. 如何在应用进入后台时保存数据？

   • 回答时，可以提到在 applicationDidEnterBackground(_:) 方法中保存应用状态或数据，如使用 UserDefaults、文件保存或 CoreData 等。

3. 应用从后台恢复到前台时需要做哪些处理？

   • 回答可以提到在 applicationWillEnterForeground(_:) 方法中恢复应用状态，更新 UI 或重新开始定时器等操作。

4. 在 applicationWillResignActive(_:) 中应该做哪些操作？

   • 面试官可能会问这个问题，回答时可以提到暂停任务、停止动画、关闭连接、保存临时数据等。

5. 如何确保在应用进入后台时可以执行长时间任务（例如后台下载）？

   • 回答时需要提到 iOS 提供了后台任务执行的能力（如 Background Fetch 和 NSURLSession 的后台下载模式）。可以进一步解释如何请求后台执行时间，如通过 beginBackgroundTask(withName:)。

6. 什么是"挂起"状态？

   • 这类问题常常涉及到应用的生命周期细节，回答时可以解释挂起状态是应用被系统暂停运行时的状态，应用仍保留在内存中，但没有执行任何代码，直到被恢复或终止。

7. iOS 应用的后台任务执行有何限制？

   • 回答时，可以提到后台任务的执行时间有限（通常为 3 分钟），并且 iOS 设备在低电量或资源紧张时可能会终止后台任务。

8. 如何处理应用进入后台时的通知？

   • 面试官可能会问这个问题，回答时可以提到通过使用 UIApplication 提供的通知（如后台状态变更的通知）来监听应用的生命周期变化。

9. 如何防止应用在后台被系统终止？

   • 可以提到适当使用后台任务模式，如后台音频、位置更新等，也可以讨论如何合理利用系统的背景执行能力（如 beginBackgroundTask(withName:)）。

10. iOS 中如何处理应用切换到非活跃状态时的任务管理？

    • 回答可以提到暂停当前活动，如暂停视频播放、暂停定时器、停止动画等，以确保应用在非活跃状态时不会浪费资源。

详细解释

iOS App的活跃状态是应用程序生命周期中的一个重要阶段，它指的是应用在前台运行并且能够接收事件响应的状态。以下是对iOS App活跃状态的详细解释：

一、活跃状态的定义

在iOS系统中，当App处于前台运行时，并且能够接收用户的交互事件（如触摸、点击等）和系统的通知事件（如定时器触发、

网络请求返回等），那么该App就处于活跃状态。这是App正常运行的一个关键阶段，也是用户与App进行交互的主要时段。

二、活跃状态的特点

1. 前台运行：App处于前台，用户可以直观地看到App的界面，并进行各种操作。
2. 事件响应：App能够接收并处理各种事件，包括用户交互事件和系统通知事件。
3. 资源消耗：由于App处于活跃状态，因此会消耗一定的系统资源，如CPU、内存和电量等。因此，开发者需要优化App的性能，以减少资源消耗并提高用户体验。

三、与其他状态的区别

1. 未运行状态：App未启动或被iOS系统终止运行后的状态。此时，App无法接收任何事件或进行任何操作。
2. 非活跃状态：App在前台运行，但无法接收事件响应。这通常发生在App从活跃状态切换到后台状态，或者从后台状态切换回前台状态的中间阶段。
3. 后台运行状态：App在后台运行，但无法执行任何代码（部分特定任务除外，如后台刷新、音频播放等）。此时，App仍然占用一定的系统资源，但无法与用户进行交互。
4. 挂起状态：App在后台运行，但处于静止状态，无法执行任何代码。iOS系统会自动将App进入这个状态，并且不发送通知给App。当内存警告发生时，iOS系统可能会清除已挂起的App，以释放更多内存空间给前台运行的App。

四、活跃状态的管理与优化

1. 性能优化：开发者需要关注App在活跃状态下的性能表现，包括响应速度、资源消耗等。通过优化代码、减少不必要的资源占用和提高算法效率等方式，可以提升App的性能。
2. 用户交互优化：在活跃状态下，App的界面设计和交互逻辑应该符合用户的操作习惯和需求。通过合理的布局、清晰的导航和流畅的交互体验，可以提高用户的满意度和留存率。
3. 资源管理：在活跃状态下，App需要合理地管理系统资源，如内存、CPU和电量等。通过释放不再使用的资源、优化内存使用和降低CPU占用等方式，可以减少App对系统资源的消耗。

综上所述，iOS App的活跃状态是应用程序生命周期中的一个重要阶段，它决定了App能否正常接收和处理事件以及提供良好的用户体验。开发者需要关注App在活跃状态下的性能表现、用户交互和资源管理等方面，以优化App的性能和用户体验。

活跃状态和后台运行状态详细对比：

以下是iOS App的活跃状态和后台运行状态的详细对比：

一、定义与特点

状态	定义	特点
活跃状态	App在前台运行，能够接收并处理用户的交互事件和系统的通知事件	用户可以直观地看到App的界面，并进行各种操作；App能够实时响应用户输入和系统事件；消耗一定的系统资源
后台运行状态	App在后台运行，但通常无法执行代码（部分特定任务除外，如后台刷新、音频播放等）	App不在前台显示，用户无法直接看到其界面；App可以执行一些后台任务，但受限于iOS系统的后台运行策略；仍然占用一定的系统资源

二、资源消耗与性能

状态	资源消耗	性能表现
活跃状态	较高	由于需要实时响应用户输入和系统事件，App可能会消耗较多的CPU、内存和电量等资源
后台运行状态	较低（但仍有消耗）	App在后台运行时，通常会降低其性能以减少资源消耗。然而，如果App执行后台任务（如后台刷新），则可能会增加资源消耗

三、事件响应与用户交互

状态	事件响应	用户交互
活跃状态	能够实时响应用户输入和系统事件	用户可以与App进行直接交互，如点击按钮、输入文本等
后台运行状态	无法接收用户交互事件（部分特定任务除外，如后台音频播放的控制）	用户无法直接与App进行交互，但可以通过系统通知等方式与App进行间接交互

四、应用场景与限制

状态	应用场景	限制
活跃状态	需要实时响应用户输入和系统事件的场景	受限于设备性能和电池续航等因素
后台运行状态	需要执行后台任务的场景，如后台刷新、音频播放等	受到iOS系统的后台运行策略限制，如后台运行时间限制、后台任务类型限制等

五、管理与优化

Inactive状态在什么情况下产生

Inactive状态是iOS应用程序状态机中的一个重要状态，它通常发生在应用从一个状态切换到另一个不同的状态时的过渡阶段，或者当应用无法接收事件但仍在前台运行时。以下是一些产生Inactive状态的具体情况和例子：

一、应用状态切换的过渡阶段

1. 应用启动 ：
   • 当用户启动一个应用时，应用会从Not Running状态进入前台运行。但在正式进入Active状态之前，它可能会短暂地停留在Inactive状态。这是因为系统需要完成一些初始化工作，如加载用户界面、设置事件监听器等。
2. 应用从后台返回前台 ：
   • 当用户从后台切换回前台应用时，应用会先进入Inactive状态，然后再进入Active状态。这是因为在切换过程中，系统需要恢复应用的状态，如重新激活事件监听器、恢复用户界面等。

二、应用无法接收事件但仍在前台运行

1. 用户锁屏 ：
   • 当用户按下锁屏键时，系统会将当前应用置于Inactive状态。此时，应用仍然在前台运行，但不再接收用户输入或系统事件。这是因为锁屏操作会屏蔽所有触摸事件，并将应用放到后台。然而，在iOS系统中，即使应用被锁屏，它仍然会保持在前台并处于Inactive状态，直到用户解锁屏幕并重新激活应用。
2. 系统提示用户响应事件 ：
   • 当系统提示用户响应某些事件（如电话来电、短信通知等）时，当前应用可能会被置于Inactive状态。这是因为这些事件会打断应用的正常运行，并需要用户进行干预。在此期间，应用仍然在前台显示，但无法接收用户输入或处理其他事件。

三、其他情况

• 应用进入后台前的短暂停留 ：
  • 在某些情况下，当应用即将进入后台运行时，它可能会先短暂地停留在Inactive状态。这是因为系统需要完成一些后台准备工作，如保存用户数据、释放资源等。然而，这种情况通常发生在应用即将被挂起（Suspended）之前，并且时间非常短暂。

例子

假设用户正在使用微信聊天，此时突然收到一个电话来电。在接听电话之前，微信会处于Active状态，能够接收并处理用户的输入和消息。但当用户接听电话时，微信会被置于Inactive状态，因为此时它无法再接收用户的输入或处理消息。直到用户挂断电话并重新激活微信时，它才会从Inactive状态恢复到Active状态。

综上所述，Inactive状态是iOS应用程序状态机中的一个重要过渡状态，它通常发生在应用状态切换的过渡阶段或应用无法接收事件但仍在前台运行时。了解Inactive状态的产生原因和场景有助于开发者更好地管理应用程序的生命周期和状态转换。

状态	管理与优化策略
活跃状态	优化代码以提高响应速度；合理管理资源以减少消耗；提供流畅的用户交互体验
后台运行状态	合理安排后台任务以减少资源消耗；遵循iOS系统的后台运行策略以避免被系统终止运行；通过系统通知等方式与用户进行间接交互

综上所述，iOS App的活跃状态和后台运行状态在定义、特点、资源消耗与性能、事件响应与用户交互、应用场景与限制以及管理与优化等方面都存在显著差异。开发者需要根据App的具体需求和目标用户来选择合适的状态，并采取相应的管理和优化策略以提高App的性能和用户体验。

总结

iOS 应用的生命周期是开发中非常重要的一部分，理解应用从启动到终止的各个阶段以及如何在不同状态下管理应用的行为、资源和任务，对于提升应用的用户体验和性能至关重要。面试中，考官往往会通过一些具体的生命周期问题来评估候选人对 iOS 应用管理的理解和实际开发经验。因此，掌握这些生命周期状态及相关方法的用法，将有助于在面试中回答得更加得体和深入。