一、推送原理
當用戶打開應用程序的通知中心之后，蘋果遠程推送服務器就能把消息推送到裝有該應用的設備上，具有強制性、實時性的特點，並且用戶無需打開應用都能收到推送的消息。
1.1 名詞介紹
- Provider：消息提供者，一般是我們的后台服務器或者第三方推送服務器后台
- APNs(Apple Push Notification service)：蘋果推送通知服務。
- APNs Server(Apple Push Notification service Server)：蘋果推送通知服務的服務器。
- notification：需要推送給 iOS 客戶端(iPhone或者是iPad)上的消息
- Client App：客戶端 App,一般是安裝在iPhone或者是iPad上的應用程序(App)
- deviceToken：是由 APNs 根據設備和App來生成的唯一的一串數據。deviceToken 在以下三種情況下會發生改變：
- 同一個設備上重新安裝同一款應用
- 同一個應用安裝在不同的設備上
- 設備重新安裝了系統，同一個應用對應的 deviceToken 也會改變
1.2 推送原理
從圖中可以很清楚的看出來推送的原理主要分為以下幾步：
- 由 App 向 iOS 設備發送一個注冊通知，用戶需要同意系統發送推送；
- iOS 向 APNs 遠程推送服務器發送 App 的 Bundle Id 和設備的 UDID；
- APNs 根據設備的 UDID 和 App 的 Bundle Id 生成 deviceToken 再發回給 App；
App 再將 deviceToken 發送給遠程推送服務器(自己的服務器), 由服務器保存在數據庫中。
當自己的服務器想發送推送時，在遠程推送服務器中輸入要發送的消息並選擇發給哪些用戶的deviceToken，由遠程推送服務器發送給 APNs。
APNs 根據 deviceToken 發送給對應的用戶。
詳細流程：
在今日頭條 App 的 AppDelegate 的
didFinishLaunchingWithOptions方法中注冊遠程推送通知，此時只要 iOS 設備正常聯網能夠訪問到外網，iOS 設備默認就會和 APNs 服務器維持一個基於 TCP 的長連接，就會把 iOS 設備的 UDID(Unique Device Identifier:唯一設備標識碼，用來標識唯一一台蘋果設備)和 App 的 Bundle Identifier 通過長連接發送給 APNs 服務器，然后蘋果通過這兩個的值根據一定的加密算法得出 deviceToken，並將 deviceToken 返回給 iOS 設備。(注：APNs服務器會留有 UDID+Bundle Identifier+deviceToken 的映射表)實現 UIApplicationDelegate 代理中的有關於注冊遠程通知的相關方法，包括注冊成功、注冊失敗、對接收到通知的處理等。
如果注冊成功，實現注冊成功的代理方法，就能夠接收到 deviceToken，並將 deviceToken 發送給 App 服務器，App 服務器將此 deviceToken 存儲在數據庫中(一般如果是及時通訊類應用那么還會與用戶的賬號進行映射)。
如果注冊失敗，那么實現注冊失敗的協議方法，處理失敗后的事情。
app 服務器接收到 deviceToken 之后，就可以根據這些 deviceToken 向 APNs 發送推送消息。
APNs 接收到 deviceToken 和消息之后，根據 deviceToken 查找映射表找到對應的 UDID 和 Bundle Identifier，根據 UDID 找到唯一一台蘋果設備，再在找到的蘋果設備上根據 Bundle Identifier 找到唯一的應用，然后推送消息。
當設備接收到消息的時候，如果 App 在前台，那么不會在設備上方彈出橫幅（如果使用了音效，還會觸發音效的播放），直接調用我們實現的 UIApplicationDelegate 中的接收消息的方法；如果 App 在后台或者未運行時就會在設備的上方彈出橫幅（如果使用了音效，還會觸發音效的播放），點擊橫幅才會觸發調用我們實現的 UIApplicationDelegate 中的接收消息的方法，這個時候你直接點擊應用圖標進來是不會調用的。
二、信息包
信息包結構圖：
上圖顯示的這個消息體就是我們的應用服務器（Provider）發送給 APNs 服務器的消息結構，APNs 驗證這個結構正確並提取其中的信息后，再將消息推送到指定的 iOS 設備。
這個結構體包括五個部分
- 第一部分是命令標示符
- 第二部分是 devicetoken 的長度
- 第三部分是 devicetoken 字符串
- 第四部分是推送消息體（Payload）的長度
- 最后一部分也就是真正的消息內容了，里面包含了推送消息的基本信息，比如消息內容，應用 Icon 右上角顯示多少數字以及推送消息到達時所播放的聲音等
Payload（消息體）的結構:
{
“aps”:{
“alert”:“CSDN給您發送了新消息”,
“badge”:1,
“sound”:“default”
},
}
這其實就是個 JSON 結構體，alert 標簽的內容就是會顯示在用戶手機上的推送信息，badge 顯示的數量（注意是整型）是會在應用 Icon 右上角顯示的數量，提示有多少條未讀消息等，sound 就是當推送信息送達是手機播放的聲音，傳 defalut 就標明使用系統默認聲音。
三、證書
應用的調試證書、描述文件
應用的發布證書、描述文件
推送的調試證書和發布證書
四、后台接收通知
開啟推送。
當推送信息中包含 content-available 字段，並且等於 1
{
"_j_business" = 1;
"_j_msgid" = 29273432613945685;
"_j_uid" = 31254343846;
aps = {
alert = 11111;
badge = 1;
"content-available" = 1;
sound = default;
};
}
app 即使在后台也能在 appDelegate 中觸發代理回調
- (void)application:(UIApplication *)application
didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo
fetchCompletionHandler: (void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler
{
}
五、Notification Extension
iOS10推送通知進階(Notification Extension）
- UNNotificationContentExtension（通知內容擴展）給通知創建一個自定義的用戶界面；
- UNNotificationServiceExtension（通知服務擴展）是在收到通知后，展示通知前，做一些事情的。比如：增加附件，網絡請求等。
5.1 UNNotificationServiceExtension - 通知服務擴展
如果經常使用 iMessage 的朋友們，就會經常收到一些信息，附帶了一些照片或者視頻，所以推送中能附帶這些多媒體是非常重要的。如果推送中包含了這些多媒體信息，可以使用戶不用打開 app，不用下載就可以快速瀏覽到內容。眾所周知，推送通知中帶了 push payload，即使去年蘋果已經把 payload 的 size 提升到了 4k bites，但是這么小的容量也無法使用戶能發送一張高清的圖片，甚至把這張圖的縮略圖包含在推送通知里面，也不一定放的下去。在 iOS X 中，我們可以使用新特性來解決這個問題。我們可以通過新的 service extensions 來解決這個問題。
iOS10 給通知添加附件有兩種情況：本地通知和遠程通知。
本地推送通知
只需給 content.attachments 設置 UNNotificationAttachment 附件對象
遠程推送通知
需要實現 UNNotificationServiceExtension（通知服務擴展），在回調方法中處理 推送內容時設置 request.content.attachments（請求內容的附件）屬性，之后調用 contentHandler 方法即可。
UNNotificationServiceExtension 提供在遠程推送將要被 push 出來前，處理推送顯示內容的機會。此時可以對通知的 request.content 進行內容添加，如添加附件、userInfo 等。下圖顯示了Notification Service Extension 的流程：
處理的細節如下：
為了能在 service extension 里面的
attachment，必須給apns增加"mutable-content":1字段，使你的推送通知是動態可變的。{ "aps":{
"alert":"Testing.. (34)",
"badge":1,
"sound":"default",
"mutable-content":1
}
}給項目新建一個 Notification Service Extension 的擴展。自動生成下列文件。
在 -didReceiveNotificationRequest:withContentHandler: 方法中處理request.content，用來給通知的內容做修改。如下面代碼示例了收到通知后，給通知增加圖片附件：
- (void)didReceiveNotificationRequest:(UNNotificationRequest *)request withContentHandler:(void (^)(UNNotificationContent * _Nonnull))contentHandler { self.contentHandler = contentHandler;
self.bestAttemptContent = [request.content mutableCopy];
self.bestAttemptContent.title = [NSString stringWithFormat:@"%@ [modified]", self.bestAttemptContent.title];
//1. 下載
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img1.gtimg.com/sports/pics/hv1/194/44/2136/138904814.jpg"];
NSURLSessionConfiguration *config = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:config];
NSURLSessionDataTask *task = [session dataTaskWithURL:url completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
if (!error) {
//2. 保存數據
NSString *path = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory, NSUserDomainMask, YES).firstObject
stringByAppendingPathComponent:@"download/image.jpg"];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
NSError *err = nil;
[UIImageJPEGRepresentation(image, 1) writeToFile:path options:NSAtomicWrite error:&err];
//3. 添加附件
UNNotificationAttachment *attachment = [UNNotificationAttachment attachmentWithIdentifier:@"remote-atta1" URL:[NSURL fileURLWithPath:path] options:nil error:&err];
if (attachment) {
self.bestAttemptContent.attachments = @[attachment];
}
}
//4. 返回新的通知內容
self.contentHandler(self.bestAttemptContent);
}];
[task resume];
}
使用 UNNotificationServiceExtension，你有 30 秒的時間處理這個通知，可以同步下載圖像和視頻到本地，然后包裝為一個 UNNotificationAttachment 扔給通知，這樣就能展示用服務器獲取的圖像或者視頻了。
注意：如果數據處理失敗、超時，extension 會報一個崩潰信息，但是通知會用默認的形式展示出來，app不會崩潰。
附件通知所帶的附件格式大小都是有限的，並不能做所有事情，視頻的前幾幀作為一個通知的附件是個不錯的選擇。
UNNotificationAttachment：attachment 支持
- 音頻 5M（kUTTypeWaveformAudio/kUTTypeMP3/kUTTypeMPEG4Audio/kUTTypeAudioInterchangeFileFormat）
- 圖片10M（kUTTypeJPEG/kUTTypeGIF/kUTTypePNG）
- 視頻50M（kUTTypeMPEG/kUTTypeMPEG2Video/kUTTypeMPEG4/kUTTypeAVIMovie）
5.2 UNNotificationContentExtension - 通知內容擴展
要想創建一個自定義的用戶界面，需要用到 Notification Content Extension（通知內容擴展）。
Notification Content Extension（通知內容擴展）允許開發者加入自定義的界面，在這個界面里面，你可以繪制任何你想要的東西。但是有一個最重要的限制就是，這個自定義的界面沒有交互。它們不能接受點擊事件，用戶並不能點擊它們。但是推送通知還是可以繼續與用戶進行交互，因為用戶可以使用 notificaiton 的 actions。
注意：extension 也可以處理這些 actions。
推送界面的組成
- header 的 UI 是系統提供的一套標准的 UI。這套 UI 會提供給所有的推送通知。
- header 下面的 custom content 是自定義的內容，就是 Notification Content Extension。在這里，就可以顯示任何你想繪制的內容了。你可以展示任何額外的有用的信息給用戶。
- default content 是系統的界面。這也就是 iOS 9 之前的推送的樣子。
- notification action 用戶可以觸發一些操作。並且這些操作還會相應的反映到上面的自定義的推送界面 content extension 中。
創建 Notification Content Extension
創建一個新的 Notification Content 的 target。Xcode 自動生成一個新的模板以及下列文件。
然后打開這里的 ViewController。
#import "NotificationViewController.h" #import <UserNotifications/UserNotifications.h>
#import <UserNotificationsUI/UserNotificationsUI.h>
@interface NotificationViewController () <UNNotificationContentExtension>
@property IBOutlet UILabel *label;
@end
@implementation NotificationViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any required interface initialization here.
}
- (void)didReceiveNotification:(UNNotification *)notification {
self.label.text = notification.request.content.body;
}
@end發現這里的 ViewController 就是一個普通的 UIViewController, 但是它實現了 UNNotificationContentExtension 協議。
UNNotificationContentExtension 協議有一個 required方法 didReceiveNotification:。當收到指定 categroy 的推送時，didReceiveNotification: 方法會隨着 ViewController 的生命周期方法，一起被調用，這樣就能接受 notification object，更新UI。
5.3 配置category
接下來就是要讓推送到達后，系統怎樣找到自定義的 UI。這時候就需要配置 extension 的 info.plist 文件。
這里和我們給 notification actions 注冊 category 一樣，給這個通知擴展指定相應的 category。在 UNNotificationExtensionCategory 字段里寫入相應的 category id。值得提到的一點是，這里對應的 category 是可以為一個數組的，里面可以為多個 category，這樣做的目的是多個 category 共用同一套 UI。
上圖中 category id 為 myNotificationCategory1 和 myNotificationCategory2 的通知就共用了一套 UI。
設置了 category 后，只要在通知里面增加 category 字段，值是上面在 extension 的 plist 里面配置的 category id，收到的通知就會通過自定義的樣式顯示。
遠程通知在 apns 里面增加 category 字段。
{
"aps":{
"alert":"Testing.. (34)",
"badge":1,
"sound":"default",
"category":"myNotificationCategory1"
}
}
5.4 自定義UI
然后開始寫自定義UI。
- (void)didReceiveNotification:(UNNotification *)notification
{
self.label.text = [NSString stringWithFormat:@"%@ [modified]", notification.request.content.title];
self.subLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%@ [modified]", notification.request.content.body];
self.imageView.image = [UIImage imageNamed:@"hong.png"];
}
可以在 ViewController 中增加一些 Label 和 ImageView，收到通知的時候，提取想要的內容，或者添加額外的內容，設置到我們自定義的 View 上。
5.5 優化
發現是自定義界面的大小很不美觀
這時候可以通過設置 ViewController 的 preferredContentSize大小，控制自定義視圖的大小。也可以通過約束，控制自定義視圖的大小。
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
self.preferredContentSize = CGSizeMake(CGRectGetWidth(self.view.frame), 100);
}視圖恢復成正確的尺寸前，先展示有一大片空白的樣子，然后變成正確的樣子。當通知展示出來之后，它的大小並不是正常的我們想要的尺寸。iOS 系統會去做一個動畫來 Resize 它的大小。這樣體驗很差。
會出現上面這張圖的原因是，在推送送達的那一刻，iOS 系統需要知道我們推送界面的最終大小。但是我們自定義的extension在系統打算展示推送通知的那一刻，並還沒有啟動。所以這個時候，在我們代碼都還沒有跑起來之前，我們需要告訴iOS系統，我們的View最終要展示的大小。
為了解決這個問題，我們需要在 extension 的 info.plist 里設置一個 content size ratio。增加字段 UNNotificationExtensionInitialContentSizeRatio。
這個屬性定義了寬和高的比例。當然設置了這個比例以后，也並不是萬能的。因為你並不知道你會接受到多長的content。當你僅僅只設置比例，還是不能完整的展示所有的內容。有些時候如果我們可以知道最終的尺寸，那么我們固定尺寸會更好。
這時候我們發現我們自定義的界面顯示的內容(custom content)和系統默認的內容(default content)重復了。
可以在 extension 的 info.plist 里設置，把系統默認的樣式隱藏。增加字段UNNotificationExtensionDefaultContentHidden。
將系統內容隱藏后效果如下：
5.6 自定義操作
iOS8 開始引入的 action 的工作原理：
默認系統的 Action 的處理是：當用戶點擊的按鈕，就把 action 傳遞給 app，與此同時，推送通知會立即消失。這種做法很方便。
但是有的情況是，希望用戶點擊 action 按鈕后，效果及時響應在我們自定義的 UI 上。這個時候，用戶點擊完按鈕，我們把這個 action 直接傳遞給 extension，而不是傳遞給 app。當 actions 傳遞給 extension 時，它可以延遲推送通知的消失時間。在這段延遲的時間之內，我們就可以處理用戶點擊按鈕的事件了，並且更新 UI，一切都處理完成之后，我們再去讓推送通知消失掉。
這里我們可以運用 UNNotificationContentExtension 協議的第二個方法，這方法是 Optional
- (void)didReceiveNotificationResponse:(UNNotificationResponse *)response completionHandler:(void (^)(UNNotificationContentExtensionResponseOption option))completion
{
if ([response.actionIdentifier isEqualToString:@"action-like"]) {
self.label.text = @"點贊成功~";
}
else if ([response.actionIdentifier isEqualToString:@"action-collect"]){
self.label.text = @"收藏成功~";
}
else if ([response.actionIdentifier isEqualToString:@"action-comment"]){
self.label.text = [(UNTextInputNotificationResponse *)response userText];
}
//這里如果點擊的action類型為UNNotificationActionOptionForeground，
//則即使completion設置成Dismiss的，通知也不能消失
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
completion(UNNotificationContentExtensionResponseOptionDismiss);
});
}
在這個方法里判斷所有的 action，更新界面，並延遲 1.5 秒后讓通知消失。真實情況可能是，點擊“贊”按鈕后，發送請求給服務器，根據服務器返回結果，展示不同的UI效果在通知界面上，然后消失。如果是評論，則將評論內容更新到界面上。
如果還想把這個 action 傳遞給 app，最后消失的參數應該這樣：
completion(UNNotificationContentExtensionResponseOptionDismissAndForwardAction);
但是我實際運行遇見這種情況，如果點擊的 action 類型為 UNNotificationActionOptionForeground，則即使 completion 設置成 Dismiss 的，通知也不能消失，也沒有啟動 app。
5.7 自定義輸入型操作
action 有 2 種類型：
- UNNotificationAction 普通按鈕樣式
- UNTextInputNotificationAction 輸入框樣式
UNTextInputNotificationAction 的樣式如下：
系統的輸入樣式的 action，只有在點擊發送按鈕時，才能接受到 action 的響應回調。（比如上面的didReceiveNotificationResponse:completionHandler: 方法）。但有的時候系統的樣式或者功能不能滿足需求，這時候可以自定義鍵盤上面的 inputAccessoryView。
首先，重寫ViewController的下面兩個方法：
- (BOOL)canBecomeFirstResponder
{
return YES;
}
- (UIView *)inputAccessoryView
{
return self.customInputView;
}
自定義 inputAccessoryView，以繪制自定義的輸入樣式。
- (void)didReceiveNotificationResponse:(UNNotificationResponse *)response completionHandler:(void (^)(UNNotificationContentExtensionResponseOption option))completion
{
...
}
else if ([response.actionIdentifier isEqualToString:@"action-comment"]){
self.label.text = [(UNTextInputNotificationResponse *)response userText];
[self becomeFirstResponder];
[self.textField becomeFirstResponder];
self.completion = completion;
}
}
實現了點擊評論按鈕，ViewController 成為第一響應者，使自定義的輸入樣式顯示出來。然后，讓textField成為第一響應者，使鍵盤彈出。
這里將操作的completion保存，以便在需要的時候調用。比如，可以在點擊鍵盤右下的send按鈕時，調用completion，使通知消失。
- (BOOL)textFieldShouldReturn:(UITextField *)textField
{
[textField resignFirstResponder];
self.label.text = textField.text;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
self.completion(UNNotificationContentExtensionResponseOptionDismiss);
});
return YES;
}
實現效果如下：
5.8 結合使用兩個擴展
可以在 content extension 里面繪制界面時，通過 notification.request.content.attachments 獲取附件放到自定義控件里面。
- (void)didReceiveNotification:(UNNotification *)notification {
...
UNNotificationAttachment * attachment = notification.request.content.attachments.firstObject;
if (attachment) {
if ([attachment.URL startAccessingSecurityScopedResource]) {
self.imageView.image = [UIImage imageWithContentsOfFile:attachment.URL.path];
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
[attachment.URL stopAccessingSecurityScopedResource];
});
}
}
}
我們可以提取 content 的 attachments。前文提到過，attachment 是由系統管理的，系統會把它們單獨的管理，這意味着它們存儲在我們 sandbox 之外。所以這里我們要使用 attachment 之前，我們需要告訴 iOS 系統，我們需要使用它，並且在使用完畢之后告訴系統我們使用完畢了。對應上述代碼就是 -startAccessingSecurityScopedResource和-stopAccessingSecurityScopedResource 的操作。當我們獲取到了 attachment 的使用權之后，我們就可以使用那個文件獲取我們想要的信息了。
5.9 關於調試
很多人在開發 iOS extension 時遇到了調試的問題，可以看這里的解決方法，如果還不能有效解決您的問題，歡迎評論留言。
Demo
【WWDC2016 Session】iOS 10 推送Notification新特性
iOS- 實現APP前台、后台、甚至殺死進程下收到通知后進行語音播報（金額）。
文章
官方文檔：Local and Remote Notification Programming Guide
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iOS遠程推送之(一)：APNs原理和基本配置
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iOS 遠程消息推送 APNS推送原理和一步一步開發詳解篇
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