本文作者：陳裕發， 騰訊系統測試工程師，由騰訊WeTest整理發表。

1、引言

開發iOS系統中的Push推送，通常有以下3種情況：

1）在線Push：比如QQ、微信等IM界面處于前臺時，聊天消息和指令都會通過IM自建的網絡長連接通道推送過來，這種Push在本文中暫且稱為“在線Push”；

2）本地Push：這種就是最常見的iOS系統通知（作用相當于傳統PC端的提示窗口，在iOS10以后全部整合到UserNotifications.framework框架了），不涉及任何網絡數據，僅僅是讓APP擁有一個統一系統通知方式而已，比如：鬧鐘的定時提醒等；

3）離線/遠程Push：這就是iOS程序員最熟悉的APNs這一套東西了，它使得APP處于后臺或者被kill的情況下仍能收到網絡通知，最常見的應場景就是IM聊天工具了。

本文將對iOS Push的在線push、本地push及離線（遠程）push進行了詳細梳理，介紹相關邏輯、測試時要注意的要點以及相關工具的使用。小小的Push背后蘊藏著大大的邏輯，我們一起來學習吧！

消息推送/im開發學習交流：

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（本文同步發布于：http://www.52im.net/thread-1762-1-1.html）

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3、iOS的Push種類

3.1 在線push

在線push：當用戶在線（APP在前臺）時，收到的狀態欄的消息提醒，稱為在線push。這個功能與蘋果系統無關，是我們自己的APP開發的一種功能，該push與設置中是否打開“通知”無關。

這里以iOS Qzone為例，當APP在前臺時，自己發的說說被點贊了，收到的在線push如下：

3.2 離線/遠程push

離線push：當APP在離線（kill掉進程、切到后臺、鎖屏）時，收到的消息提醒，稱為離線push。離線push是需要經過蘋果的APNs服務器才可以推送到某臺設備的某個APP上的，這是和本地push的本質區別。push與設置中是否打開“通知”有關。

這里最簡單的以大家常用的手機QQ為例，當APP在后臺、鎖屏或者被kiil了進程時，收到了消息：

一種特殊的遠程push：靜默push

嚴格來說，靜默push屬于遠程push的一種特殊情況，靜默push用的場景不較少，這里只做簡要介紹。

首先我們看看離線（遠程）push與靜默push的區別：

【普通離線（遠程）push】：收到推送后（有文字有聲音），點開通知，進入APP后，才執行-- (void)application：(UIApplication didReceiveRemoteNotification：(NSDictionary fetchCompletionHandler：(void result))handler *)application *)userInfo (^)(UIBackgroundFetchResult

【靜默push】：收到推送（沒有文字沒有聲音），不用點開通知，不用打開APP，就能執行(void)application：(UIApplication )application)userInfo didReceiveRemoteNotification：(NSDictionary fetchCompletionHandler：(void (^)(UIBackgroundFetchResultresult))handler，用戶完全感覺不到。

所以靜默push又被我們稱做 Background Remote Notification（后臺遠程推送）。靜默推送是在iOS7之后推出的一種推送方式。它與其他推送的區別在于允許應用收到通知后在后臺（background）狀態下運行一段代碼，可用于從服務器獲取內容更新。

3.3 本地push

本地push：本地推送和遠程推送的功能是一樣的，都是要提醒用戶去做某些事情。但是和遠程推送不同的就是本地推送是不需要設備聯網的，而遠程推送是必需要設備聯網的，因為只有聯網狀態下，才能和蘋果的APNs服務器建立長連接，從而推送消息。本地推送是由App自己設定的，并且發送給安裝此App的這臺設備，屬于一對一的對應關系。比較典型的應用是鬧鐘類似的場景。該push與設置中是否打開“通知”有關。

最容易看到本地push的場景，可以直接在手機設置一個計時器，計時器時間到了就會彈出本地push：

由于本地push原理和作用相對于在線push和離線push都更為簡單明了，下文主要介紹在線push和離線push。

4、本地push實現

4.1 iOS10以前本地push彈出方式

試驗過iOS10以前的本地push方法在iOS10+的系統也能使用，不過可能有些參數不生效。

1）立即展示（ iOS10以前）

本地push稍微簡單，有兩種方式可以調用，一種是presentLocalNotificationNow方法，立即展示本地push:

2）延遲展示（ iOS10以前）

另一種是用scheduleLocalNotification方法按計劃來彈本地推送:

如果使用這種方法，需要對推送的時間進行設置，舉個例子，設為5秒后：

4.2 設置本地push內容（ iOS10以前）

其中alertBody是消息內容鎖屏與不鎖屏時效果如下：

applicationIconBadgeNumber是消息數量，我們可以看到這里設置為66：

4.3 處理本地push （ iOS10以前）

1）App沒有啟動情況下處理本地push

這種情況下，當點擊通知時，會啟動App，而在App中，開發人員可以通過實現AppDelegate中的方法：- (BOOL)application：UIApplication)application didFinishLaunchingWithOptions：NSDictionary *)launchOptions，然后從lauchOptions中獲取App啟動的原因，若是因為本地通知，則可以App啟動時對App做對應的操作，比方說跳轉到某個畫面等等。

2）App運行在后臺及前臺

上面的2種情況的處理基本一致， 不同點只有當運行再后臺的時候，會有彈窗提示用戶另外一個App有通知，對于本地通知單的處理都是通過AppDelegate的方法：- (void)application

UIApplication )application didReceiveLocalNotification：UILocalNotification *)notification來處理的。

4.4 iOS10以后本地push彈出方式

iOS10以后，本地通知可以由使用 UNUserNotificationCenter來管理。

創建方法：

接下來需要需創建一個包含待通知內容的 UNMutableNotificationContent 對象：

在iOS上可以通過以下幾種觸發器來觸發本地push：

1）UNCalendarNotificationTrigger 傳送本地通知的日期和時間；

2）UNTimeIntervalNotificationTrigger 傳遞本地通知之前必須過期的時間；

3）UNLocationNotificationTrigger 用戶必須達到的地理位置才能提供本地通知；

4）UNPushNotificationTrigger 表示通知是從Apple推送通知服務發送的對象。

假如以時間間隔（TimeInterval）來觸發，則設置觸發器代碼為：

推送本地push的代碼為：

5、在線、離線（遠程）push流程

5.1 在線push流程

在線push相對簡單，因為是內部實現，具體流程如上面所示。

1）判斷app是否在線：

此處可以根據APP自身的后臺策略如上一次與后臺交互的時間等方法來判斷APP是否在線或者離線。認為在線，會發送在線push，否則，發送離線push。

2）在線push有以下幾個特點：

不需要經過蘋果APNs；

需要自己實現長鏈接；

代碼在app內部實現。

5.2 離線（遠程）push流程

主要流程為：

1）服務器端將消息先發送到蘋果的APNs；

2）由蘋果的APNs將消息推送到客戶的設備端；

3）由iOS系統將接收到的消息傳遞給相應的App。

簡而言之離線push是蘋果系統的行為，與app狀態無關，能夠直接推送到指定手機的指定app。

在進一步了解離線push前，我們有必要先了解幾個名詞。

【離線push名詞解釋】：

（1）名詞解釋之APNs

APNs：Apple Push Notification service(蘋果推送通知服務)。

APNs主要用于以下場景：當用戶主動殺掉 APP，或者 APP 進入后臺超過約定時長時，APP會被kill，這樣保障了前臺 APP 的流暢性，也延長了手機的使用時長，獲得了較好的用戶體驗，但是這也意味著，服務器無法主動和用戶交互（如推送實時消息等），所以蘋果推出了 APNs，允許設備和服務器分別與蘋果的推送通知服務器保持長連接狀態。

關于APNs的更新有以下幾點：

iOS 8以后，APNs推送的字節是2k，iOS8以前是256字節；

iOS 9以后APNs支持HTTP/2協議棧，優化長連接，具有標準的HTTP返回和管道復用技術；

iOS 10以后，推送的字節是4k，APNs可根據推送消息的唯一標示符查詢某條消息是否被用戶閱讀，可更新某一推送消息，而不用發重讀的多條消息。

關于APNs更全面的介紹可以看官方文檔：點此進入。

（2）名詞解釋之payload

什么是payload？對于每一條發送給APNs的推送消息，都包含一個payload，通常是組成了一個JSON的Dictionary，這其中必不可少的是aps屬性，它對應的value也是一個Dictionary，包含一些但不限于以下內容：標題、副標題、內容、附件、category等，如

（3）名詞解釋之device token

什么是device token？我們看一下官方的簡介：

device token: APNs uses device tokens to identify each unique app and device combination. It also uses them to authenticate the routing of remote notifications sent to a device.(device token是APNs用于區分識別每個iOS設備和設備上不同app的一個標識符，還可以用于APNs通過它將推送消息路由到指定設備上)

即：device token里包含了device id和bundle id的信息，但是device id和bundle id不會確定唯一的device token。

但是，這里有個坑，查資料得知，iOS8及之前的iOS系統，對于同一部手機，如果卸載后重裝APP的話，device token是不會變的，在token變了以后，老的token，就被認為是無效了，蘋果不會對這部分無效的token推送。但是，對iOS9及以后的iOS系統，對于同一部手機，卸載后重裝APP的device token是會發生變化的，而且老的token不會無效，還可以正常推送，這應該是蘋果的一個bug，但是蘋果也沒有修復這個問題，所以這個需要開發者自己來解決，否則容易出現一個app收到多個push的問題。

官方的說法是：

To protect user privacy, do not use device tokens to identify user devices. Device tokens change when the user updates the operating system and when a device’s data and settings are erased. As a result, apps should always request the current device token at launch time.（即此舉為了保護用戶隱私，device token會在更新系統、擦除設置重置后變化，在一定時間后會過期）

【離線push詳細流程】

知道了以上概念后我們重新來看一下離線（遠程）push的詳細流程：

1) 首先是應用程序注冊消息推送；

2) iOS跟APNS Server要deviceToken。應用程序接受deviceToken；

3) 應用程序將deviceToken發送給PUSH服務端程序；

4) 服務端程序向APNS服務發送消息；

5) APNS服務將消息發送給iPhone應用程序。

值得注意的是，當由于用戶反復卸載重裝程序（雖然概率很小）等原因導致多個device Token指向同一臺設備的同一個app，又把多個device Token發給APNs時，用戶就會收到多條push。蘋果APNs是不會對多個device Token是否指向同一臺設備的同一個app做校驗的，所以需要后臺來做去重等處理保證用戶不會收到多條push。

5.3 對離線（遠程）push的響應

1）iOS 7以上對離線（遠程）push時的響應

iOS 7以上關于接受離線push有兩個函數：

那么這兩個函數有什么區別呢？其實這兩個方法都是用來處理離線push的。

差別就是，如果app在前臺是收到離線（遠程）push，那么就會調用：

相對的，如果在后臺或者殺進程情況下，點擊收到的離線push，那么就會調用，如果沒有實現：

則會調用：

若實現了前者，就只調用前者。

2）iOS 10以上對離線（遠程）push的響應

iOS10對push的處理主要增加了兩個方法：

其中前者是對APP在前臺時收到push時的處理，后者是點擊push進入APP執行的函數。

用得比較多的是后者，我們可以舉個例子，點擊push進入APP后如何獲取push的消息、角標、標題等內容：

6、iOS 10關于push的一些新特性

iOS10新增的UserNotifications框架，主要有了這樣幾方面的更新：

1）用UserNotifications框架替換了原先與通知相關的接口，通知文字可分為title、subtitle和body三部分，通知可攜帶附件；

2）系統在展示通知之前，可以喚起app附帶的service extension，并且允許它改動通知的內容；

3）用戶在對通知右滑查看、下拉或者3d touch的時候，通知會展開，展開后頁面的布局可以由app附帶的content extension來決定。

6.1 push的多樣性

iOS10以前的push只有文字，甚至沒有標題。iOS10以后的push更加多樣化，可以有主標題，副標題，甚至還有附件。

這里以我司的騰訊新聞為例（有標題，內容，和附件）：

3D touch點入詳情以后：

這里我們驚奇的發現，除了可以攜帶圖片這樣的附件、push還能展開詳情以外，進入詳情以后，下面還多了“打開”、“收藏”、“不感興趣”這些選項，這里就涉及到以下iOS10的新特性。

6.2 push攜帶附件

因為payload有大小限制，所以如果remote notification想要攜帶附件，那么payload上只能帶上如附件下載地址之類的信息，等通知到達客戶端后由service extension下載附件到本地，然后在初始化UNNotificationAttachment對象時傳入附件在本地的URL。

初始化UNNotificationAttachment對象時，可以傳入option參數。這里的option參數可以強制指定附件的類型，可以選擇是否展示縮略圖，以及縮略圖截取自附件的哪一幀、哪一部分。

目前iOS10通知只將幾種格式的圖片、音頻和視頻作為附件，附件的大小也有一定限制，具體可以看官方文檔中的限制說明。

關于附件的更加詳細的說明，可以參考官方文檔：點此進入。

6.3 攜帶action的通知

上面提到的“打開”、“收藏”、“不感興趣”這些選項其實就是push攜帶的action，其實從iOS8開始，通知已經可以攜帶action了。而在iOS10中，通知的action被放在了更明顯的位置，與action相關的接口也有了很大變化。

決定一個通知應該有哪些action呢？在payload中，這是由category字段決定的。如果我們希望一個通知能攜帶若干個action，我們就需要將若干個action和一個category綁定起來。通知到達前端后，系統會根據category的名字來決定要給這個通知展示哪些action：

怎么得知用戶選了哪個action并做出相應操作呢？這需要給UNUserNotificationCenter指定一個delegate：

然后在delegate的類中實現：

方法：通過response.notification.request.content.categoryIdentifier和response.actionIdentifier就可以得知用戶選擇的action了。

6.4 改變push內容

這里主要講應用的比較多的離線（遠程）push的改變push方法。

1）改變本地push內容：

本地push，只要request的id一樣，那么就可以更新推送。

更新的例子：

此外，還有刪除所有推送等，都在UNUserNotificationCenter.h中實現。

2）改變離線（遠程）push內容：

目前遠程push只支持更新push內容，更新需要通過新的字段apps-collapse-id來作為唯一標示。方法是在HTTP/2 請求頭中使用相同的apns-collapse-id，這樣收到同樣的apns-collapse-id的push時，push內容便會更新。

使用場景：比較容易理解的一個場景就是球賽比分，比如現在是1：0，如果變成1：1的話，只需要刷新原來的新聞，這樣用戶就不會因為同一場比賽收到多條push。

6.5 兩個extension

有兩個與push相關的extension，可能我們會好奇這兩個extension有什么不同，為什么需要兩個？它們分別實現什么功能呢？

【1）notification service extension】

給app添加notification service extension后，系統會在收到通知后喚醒它，并允許它修改通知的內容，之后再展示這個通知。

service extension只對remote notification起作用，local notification是無法喚起它的。

如果想要讓系統喚起service extension的話，payload必須符合這樣幾個條件：

1）必須增加mutable-content字段并為1，這表示允許客戶端修改這個通知：

payload(舉例)如下：

2）這個通知必須展示一個alert，如果只是一個修改badge的通知的話，是不會喚起service extension的；

3）靜默推送是不能喚起service extension的，所以payload中不能有”content-available” : 1字段。

所以，通過這個notification service extension，你可以在接收到推送之后、展示推送之前處理一些事情，比如說更新一下推送內容，或者在后臺做一些其他事情。

【2）notification content extension】

另一項notification content extension用于完全自定義推送展開后的視圖。上面騰訊新聞的展開后的視圖就是通過這個notification content extension實現的。

依然以騰訊新聞為例子：

這里Notification Content Extension大展拳腳的地方，在這里可以自定義繪制不同的內容，將希望展現給用戶的額外信息可以加載這里。

下半部分的notification action的實現就是在上面提到的“攜帶action的通知”。

7、iOS Push的測試要點羅列

另外注意一點：測試Push的時候，區分好Appstore證書和開發證書。兩者不能相互發Push。

8、有關iOS Push的常見疑問匯總

Q：離線push，支持角標（badge）在本地角標數值上+1這樣的操作嗎？

A：不支持。如果是自己實現push服務的話，需要自己的后臺將角標值badge發送個APNs服務器，有些APP使用第三方push SDK除外。

Q：如果重復收到離線push，可能是什么情況？

A：

1）iOS9之后卸載重裝后生成新的deviceToken，后臺對多個deviceToken都發送了push

2）后臺對注銷了的賬號也發送了push。

總而言之一般是后臺的邏輯出現了問題，而不是APNs服務器出現問題。

Q：直接卸載APP，還能收到離線push嗎？

A：不會收到。直接卸載APP，雖然后臺不知道APP被卸載了，仍然會對之前的賬號發送push，但是由于手機上沒有對應APP，所以并不會收到push。

Q：為什么有時候全新安裝APP就立馬有紅點角標？

A：這是因為卸載該APP時有紅點角標。每個 APP 的角標都是存在 iOS 手機系統里的，開發無法修改，所以此時卸載前有角標，重新安裝也會有角標。但是，APP 卸載之后超過一天的時間再重裝，那么角標就會被系統清空，屆時也不會有新安裝的 APP 就有角標的情況存在。

Q：自己Server通過APNs發的每一條Push，客戶端都會收到么？

答案是否定的，Push是不可靠的，push通知是fire-and-forget，比如手機關機，那么自然就收不到，雖然Apple會嘗試幾次。

Q：Push消息的大小是多少？

iOS8發的時間點起，無論那個iOS系統，push消息的body大小調整為2k，注意這里是iOS8的時間點，也就是2014年秋，就目前來說push的限制應該是2k不再是256了。

9、相關工具推薦

Knuff離線push工具下載鏈接：https://github.com/KnuffApp/Knuff/releases

使用方法也比較簡單：

比如我的payload輸入如下：

得到的應該是有“Knuff測試”文字，和角標數變為999，我們可以看下結果，與預料是一致的：

有了這個工具也更加方便了我們的iOS push的調試。

附錄：更多消息推送技術文章

《iOS的推送服務APNs詳解：設計思路、技術原理及缺陷等》

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《Android端消息推送總結：實現原理、心跳保活、遇到的問題等》

《掃盲貼：認識MQTT通信協議》

《一個基于MQTT通信協議的完整Android推送Demo》

《IBM技術經理訪談：MQTT協議的制定歷程、發展現狀等》

《求教android消息推送：GCM、XMPP、MQTT三種方案的優劣》

《移動端實時消息推送技術淺析》

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