WatchOS开发教程之一: Watch App架构及生命周期

WatchOS 开发教程系列文章:
WatchOS开发教程之一: Watch App架构及生命周期
WatchOS开发教程之二: 布局适配和系统Icon设计尺寸
WatchOS开发教程之三: 导航方式和控件详解
WatchOS开发教程之四: Watch与 iPhone的通信和数据共享
WatchOS开发教程之五: 通知功能开发
WatchOS开发教程之六: 表盘功能开发

---

写在前面

在2014年苹果公布了第一代Apple Watch, 同年11月份又向开发者公开了WatchOS API, 再到2015年正式发布。至今Apple Watch也从 Series 1发展到Series 3了, 而且现在Series 2 官方都已经下架了。
当然, WatchOS 1.0 也已经发展到目前正式版最新的 WatchOS 4.3了, 而且苹果在WWDC上已经公布了WatchOS 5。
所以, WatchOS也已经很稳定了。很多的iOS App都开发出了对应的Watch App, 所以对于众多iOS开发者来说又多了一份学习和挑战的机会。

Watch App在项目中的结构

在一个标准的Watch App的项目中, 工程目录至少会有下面这三个:

在目录中的三个主要的文件夹对应的分别是iOS App, Watch App和 WatchKit Extension。而且它们将会生成各自的可执行文件, 打包在iOS应用程序包中。它们之间是具有依赖关系的, 后者依赖于前者。

这张图片更是说明了iOS App和 Watch App在项目中的 Target结构, 恰恰也能说明可执行文件iOS App, Watch App和 WatchKit Extension的依赖关系。

Watch App架构

从上面可以了解到一部分Watch App的架构, 从WatchOS 2.0以来详细的架构组成就如下图:

Watch App是由 Watch App和 WatchKit Extension两个 bundle组成的, 且Watch App包含了 Storyboard和一些资源文件, Watch Extension包含了 Watch App的代码和另外的一些资源文件。另外, 还可以通过WatchConnectivity框架在 iOS和 WatchOS之间进行通信。

这个图中能很清晰的看到 Watch App的架构以及 Watch App与 iOS App间运行时的关系, 但不要与其在项目中的关系混淆。

Watch App的生命周期

此图说明了 Watch App从启动开始的状态变化, 以及WKExtensionDelegate中对应的状态变化的协议方法, 当然这与 iOS中 AppDelegate的协议方法是类似的。
A: applicationDidFinishLaunching方法被调用。
B: applicationDidBecomeActive或applicationWillResignActive方法被调用。
C: applicationWillEnterForeground或applicationDidEnterBackground方法被调用。

WKInterfaceController的生命周期

首先引入一个WatchKit框架下的主要类: WKInterfaceController。如果你不明白, 你可以把它想作做 iOS中的 UIViewController, 这样就很好理解了。WKInterfaceController的生命周期也与UIViewController的生命周期类似。

WKInterfaceController的加载

先来看下 Watch App的启动过程中是如何加载一个WKInterfaceController的:

这里涉及到三个WKInterfaceController的方法, 其中init和awakeWithContext:方法是用来加载页面所必须的数据和初始化页面配置的。 而不要在willActivate方法中去初始化页面配置, 但它可以做一些页面更新的事情。

WKInterfaceController的完整生命周期

WKInterfaceController的完整生命周期如下:

只有在用户与 Apple Watch上的应用程序进行交互时，WatchKit Extension才会继续运行。当用户明确退出应用程序或停止与Apple Watch交互时，iOS将使控制器失活并暂停执行 WatchKit Extension。因此界面控制器应该是轻量级的，永远不会执行长时间运行的任务。

WKInterfaceController的生命周期方法

init, awakeWithContext, willActivate方法在上面说过了, 还有三个方法:
didAppear: 当前页面已经显示出来时被调用。
willDisappear: 当前页面将要消失时被调用。
didDeactivate: 这个方法与willActivate是相反的, 它在失活的情况才会被调用。它需要注意的是, 当此方法被调用时Controller已经失活了, 且不在安全了, 所以不要再进行页面上的更新等操作了。但它负责一些像NSTimer停用之类的处理是最合适不过了。

willActivate和didDeactivate

先举例说明下完整声明周期, 当你进入一个页面时, 设备会经历init->awakeWithContext->willActivate->didAppear。当你退出当前页面时, 设备会经历willDisappear->didDeactivate->deinit。这个过程很容易让我们联想到UIViewController的声明周期。

所以你可以把willActivate看作iOS中的willAppear, 把didDeactivate看作didDisappear。但要理解它们本质上的区别, willActivate和didDeactivate只是在激活和失活时触发, 与页面显示其实本质上本无关系。

再举个例子, 当你进入一个页面时, 设备会经历init->awakeWithContext->willActivate->didAppear。然后停止所有用户交互使其进入失活状态, 设备会经历didDeactivate。直到你再次与其交互, 设备会经历willActivate。所以, 这才是它们本质的区别。

与 iOS的共性技术

WatchOS可以访问 iOS应用程序中的许多相同技术。除了上面介绍过的共性外, 还有UserDefault, keychain的存储, OpenURL: 等等。但是，即使有技术可用，也可能无法以与 iPhone相同的方式使用它。以下是决定何时以及如何使用特定技术的一些指导原则：
1.在 Watch App中想使用的一些功能需要授权的话, 必须在 iPhone上进行授权许可, 这样才能在 WatchKit Extension中使用这些技术。比如, Health, Core Location等等。所以这些隐私许可的设置只需要添加在iOS App的 info.plist中就可以了。
2.不要使用后台执行模式的技术。一般的, Watch App可以视为前台应用程序, 它只在某个InterfaceController与用户交互时运行。所以 WatchKit Extension无法利用大多数后台执行模式来执行任务。但是, 有一些例外：

①使用NSURLSession对象启动基于网络的数据传输。
②使用WKAudioFilePlayer类或WKAudioFileQueuePlayer类在后台播放音频文件。
③使用HKWorkoutSession对象来开始和停止锻炼。

3.避免长时间运行的任务。由于与 Watch App的交互通常很简短, 因此在长时间运行的任务完成之前, 可能会暂停 WatchKit Extension。
4.执行任何长时间运行任务的最佳解决方案是在 iOS App中执行该任务。例如, 不是在WatchKit Extension中启动位置服务, 而是在 iOS App中启动它并将更新信息发送到的 WatchKit Extension。

其实, 很多功能和方法, WatchOS和 iOS是有共性的。 就像当时你在学Swift时会以OC代码为参考一样, 你也可以在 WatchOS中寻找与 iOS类似的功能和方法。

相关资料:
Developing for Apple Watch
WatchOS 开发教程源码：Watch-App-Sampler