Objective-C推送通知（APNs）集成与优化
2024-06-237.0k 阅读
一、Objective-C 中 APNs 基础概念
1.1 APNs 简介
APNs 即 Apple Push Notification service（苹果推送通知服务），它允许第三方应用程序向 iOS、iPadOS、watchOS、macOS 和 tvOS 设备发送推送通知。APNs 作为一个桥梁，在服务器和用户设备之间传递通知信息。当应用处于非活动状态（比如后台运行或者完全关闭）时，APNs 能够让用户及时知晓应用相关的重要信息，如消息提醒、活动通知等。
在 Objective-C 开发环境中，与 APNs 集成可以为应用增加实时性和交互性，提升用户体验。例如，即时通讯应用通过 APNs 推送新消息通知，让用户即使没有打开应用也能及时获取信息；新闻类应用通过 APNs 推送热门新闻头条，吸引用户打开应用查看详细内容。
1.2 APNs 架构
APNs 架构主要由三部分组成：应用服务器、APNs 服务器和用户设备。
- 应用服务器：这是开发者自己搭建的服务器，负责生成推送通知内容，并将其发送给 APNs 服务器。应用服务器需要维护用户设备的令牌（device token），这些令牌是每个设备在 APNs 服务器上的唯一标识。
- APNs 服务器：由苹果公司运营，负责接收来自应用服务器的推送通知，并将其发送到目标用户设备。APNs 服务器会验证应用服务器的证书，确保推送来源合法。同时，APNs 服务器会管理设备的在线状态，对于不在线的设备，会在一定时间内保留推送通知，待设备上线后再进行推送。
- 用户设备：运行 iOS 等操作系统的设备，如 iPhone、iPad 等。设备在安装应用后，会向 APNs 服务器注册，并获取一个 device token。设备通过这个 token 与 APNs 服务器进行通信，接收推送通知。
二、Objective-C 中 APNs 集成步骤
2.1 配置推送证书
- 生成 CSR 文件：首先，在 Mac 电脑上打开“钥匙串访问”应用程序。选择“钥匙串访问”>“证书助理”>“从证书颁发机构请求证书”。在弹出的窗口中，填写您的电子邮件地址和常用名称。选择“存储到磁盘”，然后点击“继续”。这将生成一个证书签名请求（CSR）文件。
- 创建推送证书：登录到苹果开发者中心（developer.apple.com），在“Certificates, Identifiers & Profiles”中，选择“Certificates”。点击“+”按钮创建新证书，选择“Apple Push Notification service SSL (Sandbox & Production)”（开发阶段使用沙盒环境，发布阶段使用生产环境）。上传刚才生成的 CSR 文件，苹果会生成推送证书。下载并双击该证书，将其安装到钥匙串中。
- 导出证书：在钥匙串访问中，找到安装的推送证书。右键点击证书，选择“导出”。选择保存位置并设置密码。导出的文件格式为.p12，这个文件将用于配置应用服务器。
2.2 注册推送通知
在应用的 AppDelegate.m 文件中，注册推送通知。首先，导入必要的头文件：
#import <UserNotifications/UserNotifications.h>
然后，在 application:didFinishLaunchingWithOptions: 方法中添加以下代码：
if (@available(iOS 10.0, *)) {
UNUserNotificationCenter *center = [UNUserNotificationCenter currentNotificationCenter];
center.delegate = self;
[center requestAuthorizationWithOptions:(UNAuthorizationOptionAlert + UNAuthorizationOptionSound + UNAuthorizationOptionBadge) completionHandler:^(BOOL granted, NSError * _Nullable error) {
if (granted) {
NSLog(@"用户授权推送通知");
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotifications];
});
} else {
NSLog(@"用户拒绝推送通知");
}
}];
} else {
UIUserNotificationSettings *settings = [UIUserNotificationSettings settingsForTypes:(UIUserNotificationTypeAlert | UIUserNotificationTypeSound | UIUserNotificationTypeBadge) categories:nil];
[[UIApplication sharedApplication] registerUserNotificationSettings:settings];
[[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotifications];
}
这段代码首先检查当前系统版本是否为 iOS 10.0 及以上。如果是，使用 UNUserNotificationCenter 来请求用户授权推送通知。如果用户授权，应用将注册远程通知。如果系统版本低于 iOS 10.0，则使用旧的 UIUserNotificationSettings 方式进行注册。
2.3 获取设备令牌
当应用成功注册远程通知后，系统会调用 AppDelegate 的 application:didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken: 方法。在这个方法中，可以获取设备令牌，并将其发送到应用服务器。代码如下：
- (void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken {
NSString *token = [[deviceToken description] stringByTrimmingCharactersInSet:[NSCharacterSet characterSetWithCharactersInString:@"<>"]];
token = [token stringByReplacingOccurrencesOfString:@" " withString:@""];
NSLog(@"设备令牌: %@", token);
// 这里将 token 发送到应用服务器
}
上述代码将设备令牌转换为字符串格式，并去除了尖括号和空格。实际应用中，需要通过网络请求将这个设备令牌发送到应用服务器，以便应用服务器向该设备发送推送通知。
2.4 处理推送通知
当应用接收到推送通知时，会调用 AppDelegate 中的不同方法，具体取决于应用的状态。
- 应用处于前台：调用
application:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:方法。代码示例如下：
- (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo fetchCompletionHandler:(void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler {
NSLog(@"前台收到推送通知: %@", userInfo);
// 处理推送通知内容
completionHandler(UIBackgroundFetchResultNewData);
}
- 应用处于后台或关闭状态：当用户点击推送通知打开应用时，调用
application:didFinishLaunchingWithOptions:方法，在launchOptions字典中可以获取推送通知的UIApplicationLaunchOptionsRemoteNotificationKey键对应的值，即推送通知内容。代码如下：
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
if (launchOptions[UIApplicationLaunchOptionsRemoteNotificationKey]) {
NSDictionary *userInfo = launchOptions[UIApplicationLaunchOptionsRemoteNotificationKey];
NSLog(@"后台或关闭状态通过推送通知打开应用，通知内容: %@", userInfo);
// 处理推送通知内容
}
// 其他应用启动相关代码
return YES;
}
在这些方法中，可以根据推送通知的内容进行相应的处理，比如更新 UI、获取新数据等。
三、Objective-C 中 APNs 优化策略
3.1 优化推送频率
频繁的推送通知可能会让用户感到厌烦，甚至导致用户关闭应用的推送功能。因此，需要合理控制推送频率。
- 合并推送：如果应用有多个相关的事件需要推送通知，可以将这些事件合并为一个推送通知。例如，一个电商应用可能有多个商品降价信息需要通知用户，可以将这些商品信息合并在一个推送通知中，而不是发送多条单独的通知。
- 设置推送时间：分析用户的使用习惯，选择合适的时间进行推送。比如，对于一款健身类应用，在早上或晚上用户可能更倾向于接收健身计划提醒，而在工作时间推送可能会打扰用户。可以通过用户设置或者大数据分析来确定最佳推送时间。
3.2 优化推送内容
推送内容应该简洁明了，吸引用户点击。
- 个性化推送：根据用户的偏好和行为，发送个性化的推送通知。例如，音乐应用可以根据用户平时喜欢的音乐类型，推送新发布的相关音乐专辑通知。
- 避免冗长内容：推送通知的标题和正文应该简洁，突出重点。如果需要展示更多内容，可以引导用户点击通知进入应用查看详细信息。
3.3 处理推送失败
APNs 推送可能会因为各种原因失败，如设备离线、token 无效等。应用服务器需要处理这些推送失败情况，以确保重要通知能够成功送达用户。
- 监控推送状态：应用服务器可以通过 APNs 的反馈服务获取推送失败的设备令牌。APNs 会定期向应用服务器发送一个包含无效设备令牌的文件。应用服务器收到这个文件后，需要从自己的数据库中删除这些无效的设备令牌，避免向这些设备再次发送无效推送。
- 重试机制：对于一些临时性的推送失败情况，如网络问题导致的推送失败，可以设置重试机制。应用服务器在检测到推送失败后，等待一段时间后重试推送，直到达到最大重试次数。
3.4 提高网络性能
推送通知的及时送达依赖良好的网络性能。
- 优化网络请求：在将推送通知发送到 APNs 服务器时，应用服务器应该优化网络请求，减少请求时间和带宽消耗。可以使用高效的网络库，如 AFNetworking，并且对请求进行适当的缓存和压缩。
- 处理网络波动：在设备端，应用需要能够处理网络波动情况。当网络不稳定时，应用应该暂时缓存推送通知相关数据，待网络恢复后再进行处理，确保推送通知的接收不受网络问题的严重影响。
四、APNs 高级特性与技巧
4.1 静默推送
静默推送允许应用在后台获取新数据，而不会向用户显示通知。在 iOS 7 及以上版本，可以使用静默推送来更新应用数据，保持应用内容的实时性。
- 配置 Capabilities：在 Xcode 项目的
Capabilities中，启用Background Modes，并勾选Remote notifications。 - 注册远程通知：在
AppDelegate.m中注册远程通知时，添加UIUserNotificationTypeRemoteNotification类型（对于 iOS 10.0 以下），或者在UNUserNotificationCenter请求授权时添加UNAuthorizationOptionRemoteNotification选项（对于 iOS 10.0 及以上）。 - 处理静默推送：当应用接收到静默推送时，会调用
application:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:方法。在这个方法中，可以进行数据更新等操作，如从服务器获取最新的消息列表、更新应用配置等。代码示例如下：
- (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo fetchCompletionHandler:(void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler {
if ([[userInfo objectForKey:@"aps"] objectForKey:@"content-available"]) {
// 这是静默推送
NSLog(@"收到静默推送，开始更新数据");
// 执行数据更新操作
completionHandler(UIBackgroundFetchResultNewData);
} else {
// 普通推送处理
NSLog(@"前台收到普通推送通知: %@", userInfo);
completionHandler(UIBackgroundFetchResultNewData);
}
}
上述代码通过检查推送通知中的 content-available 字段来判断是否为静默推送。如果是静默推送，则执行数据更新操作。
4.2 通知扩展
iOS 8 及以上版本支持通知扩展，允许开发者自定义推送通知的外观和行为。通知扩展可以提供更丰富的交互方式，如在通知中添加按钮、输入框等。
- 创建通知扩展目标：在 Xcode 中，选择
File>New>Target，然后选择Notification Service Extension或Notification Content Extension。Notification Service Extension可以在通知到达设备时修改通知内容，如添加图片、修改文本等；Notification Content Extension可以自定义通知的界面布局。 - 配置扩展：在扩展的
Info.plist文件中，可以设置扩展的相关属性，如扩展的显示名称、支持的通知类型等。 - 实现扩展逻辑：对于
Notification Service Extension，在NotificationService.m文件中，可以重写didReceiveNotificationRequest:withContentHandler:方法来修改通知内容。例如，以下代码在通知中添加一张图片：
#import "NotificationService.h"
#import <ImageIO/ImageIO.h>
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface NotificationService ()
@property (nonatomic, strong) void (^contentHandler)(UNNotificationContent *contentToDeliver);
@property (nonatomic, strong) UNMutableNotificationContent *bestAttemptContent;
@end
@implementation NotificationService
- (void)didReceiveNotificationRequest:(UNNotificationRequest *)request withContentHandler:(void (^)(UNNotificationContent * _Nonnull))contentHandler {
self.contentHandler = contentHandler;
self.bestAttemptContent = [request.content mutableCopy];
NSURL *imageURL = [NSURL URLWithString:@"https://example.com/image.jpg"];
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:imageURL];
if (imageData) {
UNNotificationAttachment *attachment = [UNNotificationAttachment attachmentWithIdentifier:@"image" URL:imageURL options:nil error:nil];
if (attachment) {
self.bestAttemptContent.attachments = @[attachment];
}
}
self.contentHandler(self.bestAttemptContent);
}
- (void)serviceExtensionTimeWillExpire {
self.contentHandler(self.bestAttemptContent);
}
@end
对于 Notification Content Extension，需要在 ViewController.m 文件中设计和实现自定义的通知界面。可以使用 Interface Builder 来创建界面布局，并通过代码来处理用户交互。
4.3 基于位置的推送
基于位置的推送可以根据用户所在的地理位置发送相关的推送通知。例如，当用户进入某个商场时，商场的应用可以推送附近店铺的优惠信息。
- 请求位置权限：在应用中，需要请求用户的位置权限。在
AppDelegate.m中导入CoreLocation框架，并在application:didFinishLaunchingWithOptions:方法中请求权限：
#import <CoreLocation/CoreLocation.h>
@interface AppDelegate () <CLLocationManagerDelegate>
@property (nonatomic, strong) CLLocationManager *locationManager;
@end
@implementation AppDelegate
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
self.locationManager = [[CLLocationManager alloc] init];
self.locationManager.delegate = self;
if ([self.locationManager respondsToSelector:@selector(requestWhenInUseAuthorization)]) {
[self.locationManager requestWhenInUseAuthorization];
}
// 其他应用启动代码
return YES;
}
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didChangeAuthorizationStatus:(CLAuthorizationStatus)status {
if (status == kCLAuthorizationStatusAuthorizedWhenInUse) {
[self.locationManager startUpdatingLocation];
}
}
@end
- 设置地理围栏：使用
CLRegion类来设置地理围栏。当用户进入或离开某个地理围栏区域时，应用可以发送推送通知。例如：
- (void)startMonitoringRegion {
CLLocationCoordinate2D center = CLLocationCoordinate2DMake(37.7749, -122.4194);
CLCircularRegion *region = [[CLCircularRegion alloc] initWithCenter:center radius:100 identifier:@"MyRegion"];
[self.locationManager startMonitoringForRegion:region];
}
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didEnterRegion:(CLRegion *)region {
if ([region.identifier isEqualToString:@"MyRegion"]) {
// 发送推送通知
UILocalNotification *notification = [[UILocalNotification alloc] init];
notification.alertBody = @"您已进入指定区域，附近有优惠活动！";
[[UIApplication sharedApplication] presentLocalNotificationNow:notification];
}
}
- (void)locationManager:(CLLocationManager *)manager didExitRegion:(CLRegion *)region {
if ([region.identifier isEqualToString:@"MyRegion"]) {
// 也可以发送离开区域的通知
}
}
上述代码首先设置了一个以指定经纬度为中心、半径为 100 米的地理围栏区域。当用户进入该区域时，应用会发送一条本地推送通知。
通过以上对 Objective-C 中 APNs 的集成与优化的详细介绍，开发者可以为应用添加高效、用户友好的推送通知功能，提升应用的用户体验和竞争力。在实际开发中，需要根据应用的特点和用户需求，灵活运用这些技术和策略。