一文读懂 苹果的Remote Notifications (APNs)

背景

iOS 系统下,APP 退到后台一段时间后,系统会杀死APP 以获得更优的性能体验。在此背景下,APPLE 推送 Remote Notifications 功能帮助开发者在 APP 未开启情况下接收消息(例 :收到聊天消息)。

概述

简单来说 Remote Notifications 分为两个核心部分,生成通知 和 推送通知到用户的设备。实现相关功能主要涉及以下几个关键点:

  • 公司的后端(provider server)
  • 苹果推送通知服务(APNs)
  • 用户的设备
  • 你的APP 运行在用户的设备上

总的远程通知流程 如下:


applePushProcess.png

其中,我们开发者负责提供 Provider server 和 客户端相关配置及通知处理,苹果管理所有中间的交互且包括客户端。

针对上图的Remote Notifications 核心流程,下文主要简述客户端、业务服务端需要做的工作以及 APNs 的工作内容。

注册 APNs (客户端)

首先需要在开发者账号及Xcode 项目配置中打开 Push Notifications 的相关功能。

其次,每次APP启动后,需要先同APNs进行交互,获得一个唯一的device token,把这个唯一标识上报给后端。

Device token 其实是我们的APP 在当前设备上的有效地址。

注册的方法:registerForRemoteNotifications,在application的代理方法:application:didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:中接收device token。

此外可在 application:didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:处理注册失败的场景,当遇到注册失败时,应该进行标记且过一段时间后进行重试。

注意:苹果不推荐缓存device token,当遇到用户设备启用系统备份,重装系统,新设备安装app 场景会下发新的device token。同时,对于APP来说,一个用户可能对应多台设备,多个device token。

关于如何配置APP去处理通知,可以查阅Registering Your App with APNs。

如何构建自定义的远程通知 基础架构(服务端)

构建 Provider server 远程通知相关的基础架构 关键任务如下:

  • 获取device token且绑定到自己的账号系统上。

  • 生成payload notifications,选择合适的时机发送给APNs。

  • 使用 HTTP/2 和 TLS 建立与APNs的连接。(Sending Notification Requests to APNs)

  • 定期的更新认证token。( Establishing a Token-Based Connection to APNs)

如何生成一个远程通知

远程通知携带一个Payload json,可以指定四种用户交互类型:Alert、Sound、Badge、Silent。(VoIP 类型不同于普通推送,需要单独引入PuskKit)


applePushUIType.png

需要注意的是 携带的JSON 既有苹果定义的key 也可以有自定义的key,且JSON 大小有严格的上限,超过上限苹果会拒绝推送。

  • VoIP类型的通知上限为5KB

  • 远程通知的上限为4KB

此外,通过Notification Extension 处理多媒体文件时也有上限,音频5M,图片10M,视频50M,并且文件的格式必须是支持的类型

payload json 示例(全部可用字段参考官方文档:如何生成一个远程通知):

// alert
{
   "aps" : {
      "alert" : {
         "title" : "Game Request",
         "subtitle" : "Five Card Draw",
         "body" : "Bob wants to play poker"
      },
      "category" : "GAME_INVITATION"
   },
   "gameID" : "12345678"
}
// sound 
{
   "aps" : {
      "badge" : 9,
      "sound" : "bingbong.aiff"
   },
   "messageID" : "ABCDEFGHIJ"
}
// Background Notification
{
   "aps" : {
      "content-available" : 1
   },
   "acme1" : "bar",
   "acme2" : 42
}

// 注意: 针对Background Notification (静默通知)
// 客户端需要在info.plist Background Modes 中开启 Remote notifications
// 客户端的单独回调:application:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:
// 服务端需要在请求头中设置 `apns-push-type`为`background`,`apns-priority`为`5`

需要注意的是不要在数据里面添加敏感数据,如果一定要携带敏感数据,应该在发送前主动加密,在notification extension 中进行解密。详细信息可参考:Modifying Content in Newly Delivered Notifications

补充下客户端处理通知的细节知识点:
1、payload 也支持 本地化(一般情况下会选择发送之前直接选择那种语言)
2、alert通知 可以设置 launch-image,用户通过通知 打开APP时,会启用这张特定的启动图
3、alert 通知的UI样式是可以自定义的。通过notification extension 自定义外观
自定义外观通过notification extension 中的view controller进行替换系统默认样式,主要包括以下自定义功能:
(1)自定义位置,包括 alert 的标题、副标题和正文。
(2)为界面元素替换不同的字体或样式。
(3)显示特定于应用程序的数据——例如,存储在通知有效负载的特定于应用程序键中的数据。
(4)自定义图像或品牌。
(5)音视频播放
(6)iOS12 之后 支持可交互的控件
使用的资源文件应当在notification extension的 bundle中,如果开启了app group,也可使用主APP共享数据中的文件。在notification extension 中 不推荐执行耗时任务。

Tips: 我们可以添加多个notification extension,多个extension 通过notification categories 来区分。详见:Declare the Supported Notification Types

与APNs 建立可信的连接

服务端需要安装: GeoTrust Global CA root certificate(until March 29, 2021) and the AAA Certificate Services root certificate(starting March 29, 2021)

服务端需要使用 HTTP/2 and TLS 与APNs 建立 基于token 或 基于证书的 可信连接。

  • Token-based: Establishing a Token-Based Connection to APNs.

  • Certificate-based: Establishing a Certificate-Based Connection to APNs.

服务端如何处理发送通知的回调

APNs 提供的能力

  • APNs 管理与用户设备的认证、加密和持久的 IP 连接。
  • APNs 可以为当前离线的设备存储通知。当设备上线后,APNs会转发存储的通知。
  • APNs 可以合并相同bundleID的通知。

总结:

Remote Notifications 为开发者提供 离线接收消息的能力,根据不同的应用场景分为VoIP,远程通知 和 本地通知。其中本地通知 不依赖于 服务端和 APNs。远程通知和VoIP 的实现流程基本一致(基于APNs):客户端与APNs 交互后,获得通知相关的唯一标识符 device token,随后客户端发送device token 到服务端,服务端根据规则生成 payload json后 再与APNs 建立连接,并且把payload json 和 需要推送的device token 转发给APNs,最后APNs 再根据device token 把通知 转发给用户的设备上,客户端在application 指定的delegate 方法中实现通知的逻辑处理。

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