iOS - 推送全解析

本文旨在對 iOS 推送進行一個完整的剖析，如果你之前對推送一無所知，那么在你認真地閱讀了全文后必將變成一個推送老手，你將會對其中的各種細節(jié)和原理有充分的理解。以下是 pikacode 使用 iOS 推送的一些經(jīng)驗，歡迎互相交流，指出錯漏之處。

推送服務可以說是所有 App 的標配，不論是哪種類型的 App，推送都從很大程度上決定了 App 的 打開率、使用率、存活率 。因此，熟知并掌握推送原理及方法，對每一個開發(fā)者來說都是必備技能，對每一個依賴 App 的公司來說都至關重要。

從 iOS 10 新增的UserNotifications Framework可以發(fā)現(xiàn)，Apple 整合了原有散亂的 API，并且增加了許多強大的功能。以 Apple 官方的角度來看，也必然是相當重視推送服務對 App 的影響、以及對 Apple iOS 生態(tài)圈長遠發(fā)展的影響。

準備篇

Tip 1：推送通知（Push Notification）必須購買 Apple 開發(fā)者賬號，并使用特定的推送證書

  • 使用免費帳號不能推送。
  • 那如果我們使用的是第三方推送服務（以下簡稱第三方）呢？比如「極光推送」。也必須購買開發(fā)者帳號。因為所有的第三方都會將推送請求發(fā)至 APNs（Apple Push Notification service 蘋果推送通知服務），所有推送均是由 APNs 下發(fā)。
  • 如何注冊及正確的配置證書，參考這里 iOS 證書設置指南。

原理篇

Tip 2：推送通知本身是 iOS 系統(tǒng)的行為，所以在 App 沒有運行（沒有在前臺也沒有在后臺）的時候：

  • 仍然能夠推送及接收（通知中心通知、頂部橫幅、刷新 App 右上角的小圓點即badge[以下簡稱角標] 等都會由系統(tǒng)來控制和展示）。
  • 收到推送時，是無法在 App 的代碼中獲取到通知內(nèi)容的。因為沙盒機制，此時 App 的任何代碼都不可能被執(zhí)行。

Tip 3：手機向 APNs 注冊推送服務

  1. 在代碼中注冊推送服務：
#ifdef __IPHONE_8_0 
if ([[UIApplication sharedApplication] respondsToSelector:@selector(registerUserNotificationSettings:)]) 
{ 
UIUserNotificationSettings *settings = [UIUserNotificationSettings settingsForTypes:UIUserNotificationTypeBadge| UIUserNotificationTypeSound|UIUserNotificationTypeAlert categories:nil];
[[UIApplication sharedApplication] registerUserNotificationSettings:settings]; 
} else {
UIRemoteNotificationType myTypes = UIRemoteNotificationTypeBadge | UIRemoteNotificationTypeAlert | UIRemoteNotificationTypeSound; 
[[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotificationTypes:myTypes];
} 
#else 
UIRemoteNotificationType myTypes = UIRemoteNotificationTypeBadge | UIRemoteNotificationTypeAlert | UIRemoteNotificationTypeSound; 
[[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotificationTypes:myTypes];
#endif
  1. 在第一次觸發(fā)這段代碼的時候，會有一個系統(tǒng)彈窗，詢問你是否允許該 App 要給你推送信息。當你選擇允許時，系統(tǒng)會打包 App+手機唯一標識+證書 信息發(fā)送至 APNs 服務器注冊推送服務，APNs 系統(tǒng)會對該手機安裝的該 App 是否有推送權限進行驗證，所以必須要加入了 Apple Deveice 的手機，使用對應 App 的推送證書才能夠成功的注冊。
  2. 如果注冊成功，則可以在AppDelegate.m的如下方法中獲取到deviceToken，它是對 該手機+該App 組合的一個唯一標識，當使用遠程推送時，只需將推送消息發(fā)給指定的deviceToken即可使推送信息傳達給指定手機的指定 App 上。因此如果你使用第三方，就需要在這個方法里將deviceToken傳給第三方。（在 iOS 9 為了更好的保護用戶隱私，會出現(xiàn)多次重復刪除/安裝 App 導致deviceToken
    不斷變化的情況。有時會出現(xiàn)一條推送手機會收到 2 次的問題，屬于 iOS 9 系統(tǒng)問題）。
-(void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken { 
[JPUSHService registerDeviceToken:deviceToken];//將 deviceToken 傳給極光推送 
}

4、如果以上步驟均成功，此時你能夠取到第三方提供的設備注冊 id。能否取到該 id 值，可以作為判斷設備是否能夠成功推送的標準（見 Tip 6 - Registration ID）。因為當你取到該值時必然：

  • 推送證書配置正確（你擁有了推送權限）。
  • 設備成功在 APNs 注冊并返回了deviceToken（APNs 能識別你的設備了）。
  • 返回 的deviceToken傳給第三方，成功在第三方生成了唯一標識注冊 id（第三方能將你的設備信息傳給 APNs 了）。

5、綜上，注冊及接收推送必須使用真機，必須連網(wǎng)。

Tip 4：推送通知從 服務端 --> App 代碼 的過程

  1. 使用你們公司或第三方的服務端向 APNs 發(fā)送推送請求（請參考蘋果 APNs 相關資料，或者第三方推送提供了更簡單的 REST API）。
  2. APNs 接收并驗證推送請求。
  3. APNs 找到設備下發(fā)推送。
  4. 手機收到推送通知，系統(tǒng)根據(jù) App 狀態(tài)進行處理：

  • 前臺收到：

    • 系統(tǒng)會將通知內(nèi)容傳到didReceiveRemoteNotification

  • 后臺收到：

    • 如果開啟了Remote Notification，系統(tǒng)將推送傳到didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:
      （見 Tip 5 - 后臺推送），否則此時代碼中收不到推送。
    • 展示橫幅、通知中心、聲音、角標。

  • 退出收到：

    • 如果點擊推送橫幅/通知中心而啟動 App，系統(tǒng)將通知傳到didFinishLaunchingWithOptions
      。
    • 展示橫幅、通知中心、聲音、角標。

推送通知內(nèi)容篇

Tip 5：推送通知分為 本地/遠程 2 種類型：

  • 本地通知，可指定推送時間，在該時間準時彈出推送通知。
  • 遠程推送通知，分為 普通推送/后臺推送/靜默推送 3 種類型。存在延遲問題（由于 Tip 1 第 2 點，APNs 的不穩(wěn)定及高峰時段的巨量請求所致）。
  • 普通推送

    • 就是我們在手機上平時見到的推送通知。

    • 包含聲音、橫幅、角標、自定義字段。

    • App ：

      • 處于前臺，不會展示橫幅，可通過didReceiveRemoteNotification
        （iOS 7 before）didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:（iOS 7 after）獲取通知內(nèi)容（前臺展示橫幅的方法看這里）。
      • 處于后臺，會展示橫幅，無法獲取通知內(nèi)容。
      • 處于退出，會展示橫幅，無法獲取通知內(nèi)容。
      • 點擊圖標啟動，無法獲取通知內(nèi)容。
      • 點擊通知橫幅啟動，在didFinishLaunchingWithOptions獲取通知內(nèi)容。

    • 通知內(nèi)容類似如下：

{ 
"_j_msgid" = 200806057; // 第三方附帶的 id，用于統(tǒng)計點擊 
aps = { alert = "顯示內(nèi)容";
 badge = 1; // App 角標，可推送 n、+n、-n 來實現(xiàn)角標的固定、增加、減少 
sound = default; // 推送聲音，默認系統(tǒng)三全音，如需使用自己的聲音，需要將聲音文件拖拽&拷貝至 Xcode 工程目錄任意位置，并在推送時指定其文件名 
};
 key1 = value1; // 自定義字段，可設置多組，用于處理內(nèi)部邏輯 key2 = value2;
}
  • 后臺推送

    • 各種顯示效果跟普通推送完全一樣。

    • 必須攜帶"content-available" = 1;

    • 必須攜帶alert、badge、sound中至少 1 個字段。

    • 僅 iOS 7 以后支持。

    • 必須在 Xcode 工程中 TARGETS - Capabilities - Background Modes - Remote notifications 開啟該功能，具體可參照 iOS 7 Background Remote Notification。

    • App：

    • 處于前臺，可通過didReceiveRemoteNotification
      （iOS 7 before）didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:（iOS 7 after） 獲取通知內(nèi)容。

    • 處于后臺，可通過didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:獲取通知內(nèi)容 // 獲取情況中與普通推送的唯一不同點，此時 iOS 系統(tǒng)允許開發(fā)者在 App 處于后臺的情況下，執(zhí)行一些代碼，大概提供幾分鐘的時間，可以用來偷偷的刷新 UI、切換頁面、下載更新包等等操作。

    • 處于退出，無法獲取通知內(nèi)容。

    • 點擊圖標啟動，無法獲取通知內(nèi)容。

    • 點擊推送橫幅啟動，在didFinishLaunchingWithOptions
      獲取通知內(nèi)容。

    • 通知內(nèi)容類似如下：

{ 
"_j_msgid" = 2090737306; 
aps = { 
alert = "顯示內(nèi)容"; 
badge = 1; 
"content-available" = 1; // 必帶字段 
sound = default;
 }; 
key1 = value1;
}
  • 靜默推送
    • 沒有任何展示效果。
      必須攜帶"content-available" = 1;
      ，因此靜默必然是后臺的。
    • 必須不攜帶alert、badge、sound。
    • 可攜帶自定義字段。
    • App ：
      • 處于前臺，可通過didReceiveRemoteNotification（iOS 7 before）didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:（iOS 7 after） 獲取通知內(nèi)容。
      • 處于后臺,可通過didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:獲取通知內(nèi)容 //獲取情況中與普通推送的唯一不同點，此時 iOS 系統(tǒng)允許開發(fā)者在 App 處于后臺的情況下，執(zhí)行一些代碼，大概提供幾分鐘的時間，可以用來偷偷的刷新 UI、切換頁面、下載更新包等等操作。
      • 處于退出，無法獲取通知內(nèi)容。
    • 通知內(nèi)容類似如下：
{ "_j_msgid" = 3938587719;
 aps = { alert = ""; 
"content-available" = 1; // 必帶字段
 };
 key1 = value1;
}

推送目標篇

別名、標簽、Registration ID 均是第三方提供的用于更方便地指定推送目標的功能。

Tip 6：推送根據(jù)目標的不同可分為：

  • 廣播

  • 無差別發(fā)送給所有用戶。

  • 別名 alias 推送

  • 第三方提供的功能

  • 一個手機的一款 App 只能設置一個 alias（可修改）。

  • 建議對每一個用戶都取不同的別名，以此來確定唯一的用戶（也可多個用戶取 1 個別名）。

  • 推送時可指定多個 alias 來下發(fā)同一內(nèi)容。

  • 僅指定 alias 的用戶能夠收到推送。

  • 標簽 tag 推送

  • 第三方提供的功能。

  • 可設置多個、可增加、清空。

  • 用于指定多樣的屬性，如 『1000』+『daily』+『discount』 可用于表示月消費超過 1k、喜歡購買日用品、偏好折扣商品的用戶。

  • 如果要刪除，需要在上次設置時，將設置的 tags 保存至NSUserDefaults
    ，本次剔除不需要的 tag 后，再重新設置。

  • 推送時可指定多個 tag 來下發(fā)同一內(nèi)容。

  • 手機如果設置了推送指定的多個 tag 中任一個tag，都能夠收到推送消息。如指定 『1000』+『globe』+『original』 （千元級消費者、全球購、原價），那么設置了 『100』+『globe』+『discount』（百元級消費者、全球購、折扣價）的用戶可以收到該推送消息。

  • Registration ID 推送

  • 第三方提供的功能。

  • 在 Tip 3 的第 3 步時將deviceToken提供給第三方之后，其服務器會自動生成的指向該手機的唯一 id。

  • 可在推送時指定多個 id 來下發(fā)消息。

  • 可用于對核心用戶、旗艦用戶的精準推送。

應用內(nèi)消息篇

Tip 7：應用內(nèi)消息（以下簡稱消息 ）和推送通知的區(qū)別，消息：

  • 不需要 Apple 推送證書。

  • 由第三方的服務器下發(fā)，而不是 APNs。

  • 相比通知，更快速，幾乎沒有延遲，可用于 IM 消息的即時送達。

  • 能夠長時間保留離線消息，可獲取所有歷史消息內(nèi)容。

  • 通過長連接技術下發(fā)消息，因此：

  • 手機必須啟動并與第三方服務器建立連接。

  • 如果手機啟動立刻切至后臺，很可能連接沒有建立。

  • 手機必須處于前臺才能收到消息。

  • 手機從后臺切回前臺，會自動重新建立連接，并收到離線消息。

  • 沒有任何展示（橫幅、通知中心、角標、聲音），因此可以：

  • 自定義字段實現(xiàn) UI 效果。

  • 完全在靜默情況下處理 App 內(nèi)部邏輯。

  • 使用一些 App Store 審核不會通過的功能，在審核時關閉功能，上架后通過接收消息，開啟相關功能。

組合大招篇

Tip 8：tags 的組合技巧

  • 見 Tip 5 - 標簽 tag 推送。
  • 可以在服務端來統(tǒng)計分析用戶行為，然后將指定的 tags 發(fā)送至手機，手機接收后再為用戶打上對應的 tags。

Tip 9：通知+消息的組合技巧

  • 首先來看通知和消息特性的對比：

| 通知 | 消息
----|------|----
送達時間 | 可能存在幾秒延遲 | 幾乎無延遲
獲取時機 | 處于前臺或后臺能獲取內(nèi)容 | 僅處于前臺能獲取內(nèi)容
離線內(nèi)容 | 保留『一段時間』，過期會拋棄，無法查詢歷史內(nèi)容 | 始終保留，可查詢?nèi)繗v史內(nèi)容
系統(tǒng)展示 | 會展示（靜默推送或App處于前臺不展示） | 不展示

  • 由于各自的特性都存在差異，因此二者結合使用是使得 App 推送性能最大化的必然選擇：
  • 情景一：QQ/微信 聊天。會同時下發(fā)一組通知+消息 ，如果用戶沒有啟動 QQ，雖有延遲但必然能夠先收到通知，在收到通知的提醒之后，用戶打開 App，此時收到了離線消息，即時更新 UI，與好友即時地發(fā)送/接收消息。（在收到通知后，斷網(wǎng)，然后啟動 App，你會發(fā)現(xiàn)此時手機里并不會顯示剛剛通知的內(nèi)容，因為它是依靠拉取消息來刷新頁面的，而不是不夠穩(wěn)定的通知）。
  • 情景二：（期待您的補充...）
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