iOS 定时器进入后台继续运行问题探索

一. 问题背景

最近项目中有个定时器计时实时更新等车的时长,因为项目里面进入后台是有执行一些任务的操作,因此如果进入后台时间不长,是定时器是不会暂停的,但如果进入后台时间,超过20s以上,定时器就暂停,回到前台重新开始倒计时,这时候等车的时长会出现不准的情况。

二. 问题原因

经验证NSTimer,CADisplayLinkdispatch_source_t,三个定时器,在进入到后台的时候,都会暂停,等到返回前台的时候,才会继续回调。

timer.gif

看了一些博客说加上后台任务执行这句话可以保证App进入后台,定时器不会暂停,依然继续执行

[[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:nil];

经验证,后台执行任务也将暂停延迟,还是没办法解决App长时间进入后台,定时器暂停问题。

我们通过监听mainRunLoop回调可以发现,当App进入到后台,mainRunLoop进入了休眠,当App回到前台,mainRunLoop重新唤醒继续执行。

main_runloop_timer.gif

因此我再想,如果在App进入后台的时候,将已经睡眠的mainRunLoop重新唤醒,是不是就可以保证定时器的不暂停,持续运行。

- (void)didEnterBackground {
    NSLog(@"--------------------------didEnterBackground");
    [[NSRunLoop mainRunLoop] run];
}

main_runloop_background_run_timer.gif

经验证,结果如猜想一样,在App进入后台,重新唤醒mainRunLoop,可以保证定时器不暂停,可以一直运行。
但诡异的事情发生了,当App重新回到前台,willEnterForeground回调也没走,点击返回按键竟然没有响应。这究竟为什么呢?
找了一些资料才发现:
[[NSRunLoop mainRunLoop] run];并不是唤醒mainRunLoop,而是会使得主线程陷入休眠,永远等待,但会让出主线程时间片。

[[NSRunLoop mainRunLoop] run]; //主线程永远等待,但让出主线程时间片
[[NSRunLoop mainRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]]; //等同上面调用
[[NSRunLoop mainRunLoop] runUntilDate:[NSDate date]]; //立即返回
[[NSRunLoop mainRunLoop] runUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10.0]]; //主线程等待,但让出主线程时间片,然后过10秒后返回
[[NSRunLoop mainRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate: [NSDate distantFuture]]; //主线程等待,但让出主线程时间片;有事件到达就返回,比如点击UI等。
[[NSRunLoop mainRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate: [NSDate date]]; //立即返回
[[NSRunLoop mainRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate: [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10.0]]; //主线程等待,但让出主线程时间片;有事件到达就返回,如果没有则过10秒返回。

因此这里我推断,进入后台之后,调用[[NSRunLoop mainRunLoop] run];使得主线程陷入休眠,永远等待,导致主线程没有去处理定时器相关停止操作,因此定时器才能继续执行。

那有没有办法可以等回到前台的时候,唤醒主线程的呢?

答案是没有,因为主线程休眠,导致所有前后台相关的通知都不再回调,因此也就没法区分App是否回到前台,也没办法去唤醒主线程。

那有没有方法保证App进入后台之后,定时器依然能继续执行呢?

这个问题我也跟朋友探讨了下,正常情况下,App进入后台之后,如果没有申请持续更新定位、或者语音等权限,也没有通过UIBackgroundTaskIdentifier向系统借用一段时间,这时候正常App进入后台就会去中断其他任务的执行,包括定时任务,从而挂起,保证系统流畅运行。

这也意味着,要先保证App进入后台,定时器依然能顺利执行,就要先保证App进入后台依然存活,而不会挂起。

而保证App进入后台的方法,无非就是勾选并实现对应的后台模式。

除此之外也有一些取巧的方法,如:

  1. App退到后台
  2. 使用beginBackgroundTaskWithExpirationHandler向系统申请3分钟的后台任务,此时backgroundTimeRemaining=180
  3. 3分钟限制快到时,启动定位,此时3分钟限制被打破,此时backgroundTimeRemaining=DBL_MAX
  4. 一小段时间后(如2s),停止定位,此时backgroundTimeRemaining≈0
  5. 重复步骤2

这些方法都是一些取巧的方式,若非必要,不建议采取。

虽然App进入后台后,定时器会暂停,但是当App回到前台时,定时器会立马回调。因此针对计时类的需求,可以在App定时器启动之前,记录一个当前系统时间的时间戳preTime,当定时器每次回调,就取当前系统时间戳curTime,然后计算两个时间戳的差值difTime,然后用需要倒计时的时间totalTime,减去时间戳差值difTime,就可以算出倒计时后的时间,这样就能优雅的解决,倒计时进入后台不准确的问题。

三. 结论

关于iOS定时器进入后台后在不开启相关后台模式,比如持续定位更新、音乐播放等模式下,要想保证定时器进入后台能持续执行,我目前并没有找到除了一些取巧方法后的好的通用方法。
因此这里对于一些定时器倒计时进入后台不准确问题,推荐使用如下方案:

App定时器启动之前,记录一个当前系统时间的时间戳preTime,当定时器每次回调,就取当前系统时间戳curTime,然后计算两个时间戳的差值difTime,然后用需要倒计时的时间totalTime,减去时间戳差值difTime,就可以算出倒计时后的时间,这样就能优雅的解决,倒计时进入后台不准确的问题。

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