## 一、什么是iOS后台任务
在iOS系统里，大部分情况下应用在离开前台后就会被系统限制活动，这样做是为了保证系统资源合理分配，优化电量使用。不过有些时候，应用确实有在后台运行任务的需求，比如当我们使用新闻类应用时，即便应用处于后台，它也得时不时更新一下新闻内容；再拿音乐播放类应用来说，即便是在后台，也得能持续播放音乐。iOS系统就提供了后台任务机制，让应用在特定条件和权限下能在后台完成一些工作。
## 二、后台刷新
2.1 应用场景
后台刷新的应用场景相当广泛。举个例子，像天气应用，为了能实时给用户提供准确的天气情况，就需要在后台定时获取最新的天气数据。当用户打开应用时，看到的就是最新的天气信息。还有社交类应用，像微信、微博之类的，要在后台不断刷新，获取新消息或者新动态，这样当用户打开应用时，就能马上看到最新内容。
2.2 实现步骤
要实现后台刷新，得先在项目的Info.plist文件中添加UIBackgroundModes键，并且把fetch添加到这个数组里，这一步是告诉系统该应用支持后台刷新。接着，在AppDelegate.swift文件里配置后台刷新。下面是一个完整的示例代码：
// 在AppDelegate类中，遵守UIApplicationDelegate协议
@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
// 当应用启动完成时调用
func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
// 设置后台刷新的最小时间间隔，这里设置为默认的系统调度
application.setMinimumBackgroundFetchInterval(UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum)
return true
}
// 系统调用此方法时，应用会执行后台刷新操作
func application(_ application: UIApplication, performFetchWithCompletionHandler completionHandler: @escaping (UIBackgroundFetchResult) -> Void) {
// 模拟从网络获取数据
DispatchQueue.global().async {
// 模拟一个网络请求，这里用延时来代替
sleep(2)
// 假设这里获取到了新的数据
let newDataAvailable = true
if newDataAvailable {
// 如果有新数据，调用completionHandler，并传入合适的结果
completionHandler(.newData)
} else {
completionHandler(.noData)
}
}
}
}
2.3 技术优缺点
优点方面，后台刷新能使应用数据实时更新，用户打开应用就能看到最新内容，提高了用户体验。而且系统会自动调度，能在合适的时间和条件下触发刷新，节省电量。缺点就是，后台刷新会消耗一定的电量和网络流量，如果频繁刷新，会对用户设备的续航和流量产生影响。另外，系统对后台刷新的调度有一定规则，不一定能完全按照开发人员期望的时间进行刷新。
2.4 注意事项
在使用后台刷新时，要注意控制刷新的频率，避免过度消耗资源。同时，在performFetchWithCompletionHandler方法中，要尽快完成数据获取和处理，然后调用completionHandler，好让系统知道任务已经完成。
## 三、后台下载
3.1 应用场景
后台下载在很多应用中都有需求。比如视频类应用，当用户在前台选择了一个视频进行下载，然后切换到后台，应用应该能继续下载视频，等下载完成后再通知用户。还有文件管理类应用，当用户在后台上传或下载文件时，也需要后台下载功能来保证操作能正常完成。
3.2 实现步骤
实现后台下载通常会用到URLSession。下面是一个简单的后台下载示例代码：
class DownloadManager {
// 创建一个后台会话配置
let backgroundSessionConfiguration = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "com.example.backgroundDownload")
// 创建一个后台会话
lazy var backgroundSession: URLSession = {
return URLSession(configuration: backgroundSessionConfiguration, delegate: self, delegateQueue: nil)
}()
// 开始下载的方法
func startDownload(url: URL) {
// 创建一个下载任务
let downloadTask = backgroundSession.downloadTask(with: url)
// 启动下载任务
downloadTask.resume()
}
}
// 遵循URLSessionDownloadDelegate协议
extension DownloadManager: URLSessionDownloadDelegate {
// 当下载完成时调用
func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) {
// 在这里处理下载完成后的文件，比如将文件移动到合适的位置
let documentsURL = FileManager.default.urls(for:.documentDirectory, in:.userDomainMask)[0]
let destinationURL = documentsURL.appendingPathComponent(downloadTask.originalRequest!.url!.lastPathComponent)
do {
// 将临时文件移动到目标位置
try FileManager.default.moveItem(at: location, to: destinationURL)
print("Download completed and file moved to \(destinationURL)")
} catch {
print("Error moving file: \(error)")
}
}
// 当下载进度更新时调用
func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didWriteData bytesWritten: Int64, totalBytesWritten: Int64, totalBytesExpectedToWrite: Int64) {
if totalBytesExpectedToWrite != NSURLSessionTransferSizeUnknown {
// 计算下载进度
let progress = Float(totalBytesWritten) / Float(totalBytesExpectedToWrite)
print("Download progress: \(progress * 100) %")
}
}
}
// 使用示例
let downloadManager = DownloadManager()
let downloadURL = URL(string: "https://example.com/file.zip")!
downloadManager.startDownload(url: downloadURL)
3.3 技术优缺点
优点是能让用户在切换到后台后继续完成下载任务，提高了使用效率。而且下载过程由系统管理，即使应用被系统终止，下载任务依然可以继续。缺点是后台下载会占用一定的网络和设备资源，如果同时有多个应用进行后台下载，可能会影响网络速度。另外，后台下载的进度监控和错误处理相对复杂一些。
3.4 注意事项
要确保在Info.plist文件中添加UIBackgroundModes键，并把downloads添加到其中。同时，要处理好下载完成后的文件操作，比如文件的存储位置、文件的权限等。
## 四、后台任务权限配置
4.1 配置方法
后台任务权限主要通过Info.plist文件来配置。在Xcode项目中，找到Info.plist文件，右键选择“Open As” - “Source Code”，然后添加如下代码：
<key>UIBackgroundModes</key>
<array>
<!-- 支持后台刷新 -->
<string>fetch</string>
<!-- 支持后台下载 -->
<string>downloads</string>
</array>
4.2 注意事项
不同的后台任务类型需要添加不同的权限，比如只需要后台刷新就只添加fetch，只需要后台下载就只添加downloads。添加过多不必要的权限，可能会让应用在审核时遇到问题，也会增加用户对应用安全性的担忧。
## 五、文章总结
在iOS开发中，后台任务机制为应用提供了更丰富的功能和更好的用户体验。后台刷新能让应用数据实时更新，满足用户获取最新信息的需求；后台下载则解决了用户在后台继续完成下载任务的问题。不过，在使用这些功能时，要充分考虑资源消耗和系统限制，合理配置后台任务权限，以确保应用能在保证性能和用户体验的前提下，稳定运行。同时，要严格遵守苹果的开发规范和审核规则，避免因权限配置不当或资源过度消耗导致应用被拒。
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