Objective-C中的App Extensions扩展应用

一、App Extensions 概述

在 iOS 和 macOS 开发中，App Extensions 为应用程序提供了一种扩展功能和与其他应用或系统集成的方式。通过 App Extensions，一个应用可以在其他应用的上下文中执行特定的任务，从而增强用户体验并实现更丰富的功能。例如，一个图像编辑应用可以提供一个 Share Extension，让用户在其他应用（如照片应用）中分享编辑后的图片；或者一个笔记应用可以提供一个 Action Extension，让用户在 Safari 浏览器中直接保存网页内容到笔记应用。

（一）App Extensions 的类型

1. Share Extensions：用于在不同应用之间共享内容。比如，用户可以从照片应用中选择一张图片，通过 Share Extension 将其分享到社交应用（如微信、微博等）。
2. Action Extensions：允许用户在其他应用中执行特定的操作。例如，在 Safari 中，用户可以使用一个翻译应用的 Action Extension 来翻译网页上选中的文本。
3. Today Extensions：显示在通知中心的 Today 视图中，提供快速查看和交互的功能。比如，天气应用的 Today Extension 可以让用户在通知中心直接查看当前天气信息。
4. Photo Editing Extensions：用于在照片应用中对图片进行编辑。开发者可以创建自定义的图片编辑工具，让用户在照片应用内使用这些工具处理图片。
5. Document Provider Extensions：使应用能够在文件管理系统（如 iOS 上的 Files 应用）中提供文档。这样，用户可以在不同应用之间共享和访问文档。

（二）App Extensions 的优势

1. 增强用户体验：用户无需在多个应用之间频繁切换，就能完成复杂的任务。例如，使用 Share Extension 分享内容时，操作更加便捷。
2. 提高应用的曝光度：通过与其他应用集成，扩展应用的功能范围，吸引更多用户使用。比如，一个提供实用 Action Extension 的应用，可能会吸引更多用户下载主应用。
3. 促进应用间的协作：不同应用可以通过 App Extensions 实现功能互补，共同为用户提供更好的服务。例如，文档编辑应用和云存储应用通过 Document Provider Extension 协作，方便用户管理和共享文档。

二、创建 Objective-C 的 App Extensions

（一）创建 Share Extension

1. 新建项目：在 Xcode 中，选择“File” -> “New” -> “Target”。在弹出的对话框中，选择“Share Extension”，然后点击“Next”。
2. 配置项目：输入扩展的名称、组织标识符等信息，然后点击“Finish”。Xcode 会自动生成 Share Extension 的基本结构。
3. 实现分享逻辑：打开生成的 ShareViewController.m 文件，在 viewDidLoad 方法中可以获取到需要分享的内容。例如：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSArray *contentItems = self.extensionContext.inputItems;
    for (NSExtensionItem *item in contentItems) {
        for (NSItemProvider *itemProvider in item.attachments) {
            if ([itemProvider hasItemConformingToTypeIdentifier:(NSString *)kUTTypeText]) {
                [itemProvider loadItemForTypeIdentifier:(NSString *)kUTTypeText options:nil completionHandler:^(NSString *text, NSError *error) {
                    if (text) {
                        NSLog(@"分享的文本内容: %@", text);
                        // 在此处实现分享逻辑，比如将文本发送到某个服务器
                    }
                }];
            }
        }
    }
}

4. 完成分享：分享完成后，需要通知系统。在 ShareViewController.m 中添加如下代码：

- (IBAction)done:(id)sender {
    [self.extensionContext completeRequestReturningItems:nil completionHandler:nil];
}

5. 配置 Share Extension：在 Info.plist 文件中，可以配置 Share Extension 支持的内容类型等信息。例如，添加对文本和图片的支持：

<key>NSExtension</key>
<dict>
    <key>NSExtensionAttributes</key>
    <dict>
        <key>NSExtensionActivationRule</key>
        <dict>
            <key>NSExtensionActivationSupportsText</key>
            <true/>
            <key>NSExtensionActivationSupportsImageWithMaxCount</key>
            <integer>1</integer>
        </dict>
    </dict>
    <key>NSExtensionPointIdentifier</key>
    <string>com.apple.share-services</string>
    <key>NSExtensionPrincipalClass</key>
    <string>$(PRODUCT_MODULE_NAME).ShareViewController</string>
</dict>

（二）创建 Action Extension

1. 新建项目：同样在 Xcode 中，选择“File” -> “New” -> “Target”，然后选择“Action Extension”，点击“Next”进行项目配置并创建。
2. 实现操作逻辑：打开 ActionViewController.m 文件，在 viewDidLoad 方法中获取操作的输入内容。例如：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSArray *inputItems = self.extensionContext.inputItems;
    for (NSExtensionItem *item in inputItems) {
        for (NSItemProvider *itemProvider in item.attachments) {
            if ([itemProvider hasItemConformingToTypeIdentifier:(NSString *)kUTTypeText]) {
                [itemProvider loadItemForTypeIdentifier:(NSString *)kUTTypeText options:nil completionHandler:^(NSString *text, NSError *error) {
                    if (text) {
                        NSLog(@"操作的文本内容: %@", text);
                        // 在此处实现具体的操作逻辑，比如对文本进行加密
                    }
                }];
            }
        }
    }
}

3. 返回操作结果：操作完成后，需要返回结果给调用的应用。在 ActionViewController.m 中添加如下代码：

- (IBAction)done:(id)sender {
    NSExtensionItem *outputItem = [[NSExtensionItem alloc] init];
    NSItemProvider *itemProvider = [[NSItemProvider alloc] initWithItem:@"操作后的结果" typeIdentifier:(NSString *)kUTTypeText];
    outputItem.attachments = @[itemProvider];
    [self.extensionContext completeRequestReturningItems:@[outputItem] completionHandler:nil];
}

4. 配置 Action Extension：在 Info.plist 文件中配置 Action Extension 的相关信息，比如支持的内容类型和操作类型：

<key>NSExtension</key>
<dict>
    <key>NSExtensionAttributes</key>
    <dict>
        <key>NSExtensionActivationRule</key>
        <dict>
            <key>NSExtensionActivationSupportsText</key>
            <true/>
        </dict>
        <key>NSExtensionCategory</key>
        <string>com.apple.category.editor</string>
    </dict>
    <key>NSExtensionPointIdentifier</key>
    <string>com.apple.ui-services</string>
    <key>NSExtensionPrincipalClass</key>
    <string>$(PRODUCT_MODULE_NAME).ActionViewController</string>
</dict>

（三）创建 Today Extension

1. 新建项目：在 Xcode 中，选择“File” -> “New” -> “Target”，然后选择“Today Extension”，点击“Next”完成项目创建。
2. 布局界面：打开 TodayViewController.m 文件，在 viewDidLoad 方法中可以设置界面布局。例如：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.preferredContentSize = CGSizeMake(0.0, 100.0);
    UILabel *label = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 200, 30)];
    label.text = @"今日信息";
    [self.view addSubview:label];
}

3. 更新数据：可以在 viewWillAppear: 方法中更新 Today Extension 显示的数据。例如：

- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated {
    [super viewWillAppear:animated];
    // 从服务器获取最新数据并更新界面
    UILabel *label = (UILabel *)[self.view viewWithTag:100];
    label.text = @"新的今日信息";
}

4. 配置 Today Extension：在 Info.plist 文件中可以配置 Today Extension 的相关属性，如背景颜色、是否支持展开等：

<key>NSExtension</key>
<dict>
    <key>NSExtensionAttributes</key>
    <dict>
        <key>WidgetBackgroundPreference</key>
        <string>dark</string>
        <key>WidgetAllowsEditing</key>
        <true/>
    </dict>
    <key>NSExtensionPointIdentifier</key>
    <string>com.apple.widget-extension</string>
    <key>NSExtensionPrincipalClass</key>
    <string>$(PRODUCT_MODULE_NAME).TodayViewController</string>
</dict>

三、App Extensions 与主应用的交互

（一）共享数据

1. 使用 App Groups：
   • 创建 App Group：在 Xcode 中，选择主应用的项目，在“Capabilities”选项卡中，开启“App Groups”，并创建一个新的 App Group，格式为 group.com.example.appgroup。然后为 Extension 也开启“App Groups”，并选择相同的 App Group。
   • 共享数据示例：在主应用中写入数据：

NSUserDefaults *sharedDefaults = [[NSUserDefaults alloc] initWithSuiteName:@"group.com.example.appgroup"];
[sharedDefaults setObject:@"一些共享数据" forKey:@"sharedKey"];
[sharedDefaults synchronize];

在 Extension 中读取数据：

NSUserDefaults *sharedDefaults = [[NSUserDefaults alloc] initWithSuiteName:@"group.com.example.appgroup"];
NSString *sharedData = [sharedDefaults objectForKey:@"sharedKey"];
NSLog(@"从主应用获取的共享数据: %@", sharedData);

2. 使用文件共享：
   • 配置文件共享：在主应用和 Extension 的 Info.plist 文件中，添加 NSSupportsDocumentBrowser 键，并设置为 YES。
   • 共享文件示例：在主应用中保存文件到共享目录：

NSURL *containerURL = [[NSFileManager defaultManager] containerURLForSecurityApplicationGroupIdentifier:@"group.com.example.appgroup"];
NSURL *fileURL = [containerURL URLByAppendingPathComponent:@"sharedFile.txt"];
NSString *content = @"这是要共享的文件内容";
NSError *error;
[content writeToURL:fileURL atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (error) {
    NSLog(@"保存文件错误: %@", error);
}

在 Extension 中读取共享文件：

NSURL *containerURL = [[NSFileManager defaultManager] containerURLForSecurityApplicationGroupIdentifier:@"group.com.example.appgroup"];
NSURL *fileURL = [containerURL URLByAppendingPathComponent:@"sharedFile.txt"];
NSString *fileContent = [NSString stringWithContentsOfURL:fileURL encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil];
NSLog(@"从共享文件读取的内容: %@", fileContent);

（二）通信机制

1. 使用 Notification Center：
   • 在主应用中发送通知：

[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:@"MyExtensionNotification" object:nil userInfo:@{@"message": @"通知内容"}];

• 在 Extension 中接收通知：在 viewDidLoad 方法中添加如下代码：

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(receiveNotification:) name:@"MyExtensionNotification" object:nil];

然后实现 receiveNotification: 方法：

- (void)receiveNotification:(NSNotification *)notification {
    NSDictionary *userInfo = notification.userInfo;
    NSString *message = userInfo[@"message"];
    NSLog(@"接收到主应用的通知: %@", message);
}

2. 使用 URL Scheme：
   • 配置 URL Scheme：在主应用的 Info.plist 文件中，添加 CFBundleURLTypes 数组，设置 CFBundleURLName 和 CFBundleURLSchemes。例如：

<key>CFBundleURLTypes</key>
<array>
    <dict>
        <key>CFBundleURLName</key>
        <string>com.example.app</string>
        <key>CFBundleURLSchemes</key>
        <array>
            <string>myappscheme</string>
        </array>
    </dict>
</array>

• 在 Extension 中打开主应用并传递参数：

NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"myappscheme://param1=value1&param2=value2"];
[self.extensionContext openURL:url completionHandler:^(BOOL success) {
    if (success) {
        NSLog(@"成功打开主应用");
    } else {
        NSLog(@"打开主应用失败");
    }
}];

• 在主应用中接收参数：在 AppDelegate.m 中实现 application:openURL:options: 方法：

- (BOOL)application:(UIApplication *)app openURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<UIApplicationOpenURLOptionsKey,id> *)options {
    NSString *query = url.query;
    NSLog(@"从 Extension 接收到的参数: %@", query);
    return YES;
}

四、App Extensions 的性能优化

（一）资源管理

1. 内存管理：在 App Extensions 中，由于其运行在其他应用的上下文环境中，内存使用需要特别注意。避免创建大量不必要的对象，及时释放不再使用的对象。例如，在处理图片的 Photo Editing Extension 中，加载图片后及时释放图片数据，防止内存泄漏：

UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
// 对图片进行处理
image = nil; // 处理完成后释放图片对象

2. CPU 资源：尽量优化算法，减少复杂计算。如果需要进行大量计算，可以考虑使用异步任务或者分块处理。例如，在 Action Extension 中对文本进行加密操作，如果加密算法复杂，可以使用 dispatch_async 将加密任务放到后台线程执行：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSString *encryptedText = [self encryptText:inputText];
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 返回加密后的文本给调用应用
    });
});

（二）加载速度优化

1. 延迟加载：对于一些不急需的资源，采用延迟加载策略。例如，在 Today Extension 中，如果某些数据不是每次都需要立即显示，可以在用户展开扩展或者特定操作时再加载。在 viewDidLoad 方法中可以先设置一个占位视图，然后在需要时加载实际数据并更新视图：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    UIView *placeholderView = [[UIView alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 200, 30)];
    placeholderView.backgroundColor = [UIColor lightGrayColor];
    [self.view addSubview:placeholderView];
    // 延迟加载实际数据
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [placeholderView removeFromSuperview];
        // 加载实际数据并显示
        UILabel *label = [[UILabel alloc] initWithFrame:CGRectMake(10, 10, 200, 30)];
        label.text = @"实际数据";
        [self.view addSubview:label];
    });
}

2. 缓存机制：对于经常使用的数据或者资源，建立缓存机制。比如，在 Share Extension 中，如果经常分享相同类型的内容（如文本），可以缓存上次分享的处理结果，下次分享相同内容时直接使用缓存数据，提高分享速度。在 ShareViewController.m 中可以添加一个缓存字典：

@property (nonatomic, strong) NSMutableDictionary *shareCache;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.shareCache = [NSMutableDictionary dictionary];
}

// 分享处理方法
- (void)handleShareContent:(NSString *)content {
    if ([self.shareCache objectForKey:content]) {
        // 使用缓存结果
        NSLog(@"使用缓存的分享结果: %@", [self.shareCache objectForKey:content]);
    } else {
        // 处理分享内容
        NSString *result = [self processShareContent:content];
        [self.shareCache setObject:result forKey:content];
        NSLog(@"新的分享结果: %@", result);
    }
}

五、App Extensions 的注意事项

（一）权限问题

1. 数据访问权限：不同类型的 App Extensions 对数据的访问权限不同。例如，Share Extension 只能访问用户明确选择要分享的内容，不能随意获取其他应用的所有数据。在开发时，要确保遵循系统的权限规定，避免非法获取数据。如果需要访问特定类型的数据（如联系人信息），需要在 Info.plist 文件中添加相应的权限描述，并在使用时请求用户授权：

<key>NSContactsUsageDescription</key>
<string>你的应用需要访问你的联系人数据，以便分享联系人信息。</string>

然后在代码中请求授权：

CNContactStore *store = [[CNContactStore alloc] init];
[store requestAccessForEntityType:CNEntityTypeContacts completionHandler:^(BOOL granted, NSError * _Nullable error) {
    if (granted) {
        // 可以访问联系人数据
    } else {
        // 未获得授权
    }
}];

2. 系统功能权限：某些系统功能（如相机、麦克风）在 App Extensions 中使用也需要特定权限。比如，在创建一个带有拍照功能的 Action Extension 时，需要在 Info.plist 文件中添加相机权限描述：

<key>NSCameraUsageDescription</key>
<string>你的应用需要访问相机，以便拍照。</string>

然后在使用相机时进行权限检查和请求：

AVAuthorizationStatus authStatus = [AVCaptureDevice authorizationStatusForMediaType:AVMediaTypeVideo];
if (authStatus == AVAuthorizationStatusDenied || authStatus == AVAuthorizationStatusRestricted) {
    // 权限被拒绝或受限
} else if (authStatus == AVAuthorizationStatusNotDetermined) {
    [AVCaptureDevice requestAccessForMediaType:AVMediaTypeVideo completionHandler:^(BOOL granted) {
        if (granted) {
            // 获得权限
        } else {
            // 未获得权限
        }
    }];
} else {
    // 已有权限
}

（二）兼容性问题

1. 系统版本兼容性：不同系统版本对 App Extensions 的支持可能存在差异。在开发时，要测试不同系统版本下扩展的功能是否正常。例如，某些新的系统特性可能只在特定版本以上支持，如果在低版本系统中使用这些特性，可能导致扩展崩溃。可以在代码中使用系统版本判断来提供兼容的实现：

if (@available(iOS 13.0, *)) {
    // 使用 iOS 13 及以上的新特性
} else {
    // 提供低版本系统的兼容实现
}

2. 设备兼容性：不同设备（如 iPhone、iPad）的屏幕尺寸、性能等方面存在差异。在设计 App Extensions 的界面和功能时，要考虑到这些差异。比如，在 Today Extension 中，要确保在不同设备的通知中心中都能正常显示和交互。可以使用 Auto Layout 或者 Size Classes 来适配不同设备的屏幕尺寸：

// 使用 Auto Layout 约束
UILabel *label = [[UILabel alloc] init];
label.text = @"示例文本";
[self.view addSubview:label];
[label.topAnchor constraintEqualToAnchor:self.view.topAnchor constant:10].active = YES;
[label.leadingAnchor constraintEqualToAnchor:self.view.leadingAnchor constant:10].active = YES;

（三）审核问题

1. 功能完整性：App Extensions 的功能必须完整且符合预期。例如，Share Extension 必须能够正确分享内容，Action Extension 必须能够正确执行操作。在提交审核前，要进行充分的测试，确保扩展在各种情况下都能正常工作。
2. 隐私政策：如果 App Extensions 涉及收集用户数据，必须有明确的隐私政策，并在应用内或相关文档中说明数据的收集、使用和共享方式。隐私政策需要符合苹果的审核要求，否则可能导致审核不通过。
3. 用户体验：扩展的用户体验要良好，界面简洁易用。避免出现卡顿、崩溃等问题，确保扩展的加载速度和响应速度符合用户期望。在审核过程中，苹果会重点关注用户体验方面的问题。

通过以上对 Objective - C 中 App Extensions 扩展应用的详细介绍，开发者可以更好地利用这一强大功能，为用户提供更丰富、便捷的应用体验，同时在开发过程中注意各种细节和问题，确保扩展应用能够顺利通过审核并稳定运行。