iOS應用程序一般都是由自己編寫的代碼和系統框架(system frameworks)組成，系統框架提供一些基本infrastructure給所有app來運行，而你提供自己編寫的代碼來定制app的外觀和行為。因此，了解iOS infrastructure和它們如何工作對編寫app是很有幫助的。
Main函數入口
所有基於C編寫的app的入口都是main函數，但iOS應用程序有點不同。不同就是你不需要為iOS應用程序而自己編寫main函數，當你使用Xcode創建工程的時候就已經提供了。除非一些特殊情況，否則你不應該修改Xcode提供的main函數實現。示例代碼如下：

#import
#import "AppDelegate.h"
int main(int argc, char * argv[])
{
    @autoreleasepool {
        return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
    } 
}

上面實例代碼中有一個很重要的函數UIApplicationMain，它主要是創建app的幾個核心對象來處理以下過程：

1. 從可用Storyboard文件加載用戶界面

2. 調用AppDelegate自定義代碼來做一些初始化設置

3. 將app放入Main Run Loop環境中來響應和處理與用戶交互產生的事件

應用程序的架構

iOS應用程序都遵循Model-View-Controller的架構，Model負責存儲數據和處理業務邏輯，View負責顯示數據和與用戶交互，Controller是兩者的中介，協調Model和View相互協作。它們的通訊規則如下：

1.  Controller能夠訪問Model和View，Model和View不能互相訪問

2.  當View與用戶交互產生事件時，使用target-action方式來處理

3.  當View需要處理一些特殊UI邏輯或獲取數據源時，通過delegate或data source方式交給Controller來處理

4.  Model不能直接與Controller通信，當Model有數據更新時，可以通過Notification或KVO (Key Value Observing)來通知Controller更新View

了解iOS的MVC設計模式之後，我們從下圖來了解在MVC模式下iOS應用程序有哪些關鍵對象以及它們職責主要是什麼？

The Structure of an App.png

• UIApplication對象
  用戶與iOS設備交互時產生的事件(Multitouch Events，Motion Event，Remote Control Event)交由UIApplication對象來分發給control objects(UIControl)對應的target objects來處理並且管理整個事件循環，而一些關於app運行時重要事件委托給app delegate來處理。

• App delegate對象
  App delegate對象遵循UIApplicationDelegate協議，響應app運行時重要事件(app啟動、app內存不足、app終止、切換到另一個app、切回app)，主要用於app在啟動時初始化一些重要數據結構；例如，初始化UIWindow，設置一些屬性，為window添加rootViewController。

• View controller對象
  View Controller有一個view屬性是view層次結構中的根view，你可以添加子view來構建復雜的view；controller有一些viewDidLoad、viewWillAppear等方法來管理view的生命周期；由於它繼承UIResponder，所有還會響應和處理用戶事件。

• Documents和data model對象
  data model對象主要用來存儲數據。例如，餓了麼app在搜索切換地址後，有歷史記錄搜索地址歷史，當app下次啟動時，讀取和顯示搜索地址歷史。
  document對象(繼承UIDocument)用來管理一些或所有的data model對象。document對象並不是必須的，但提供一種方便的方式來分組屬於單個文件或多個文件的數據。

• UIWindow對象
  UIWindow對象位於view層次結構中的最頂層，它充當一個基本容器而不顯示內容，如果想顯示內容，添加一個content view到window。
  它也是繼承UIResponder，所以它也是會響應和處理用戶事件。

• View、control、layer對象
  View對象可以通過addSubview和removeFromSuperview 等方法管理view的層次結構，使用layoutSubviews、layoutIfNeeded和setNeedsLayout等方法布局view的層次結構，當你發現系統提供view已經滿足不了你想要的外觀需求時，可以重寫drawRect方法或通過layer屬性來構造復雜的圖形外觀和動畫。還有一點，UIView也是繼承UIResponder，所以也能夠處理用戶事件。
  Control對象通常就是處理特定類型用戶交互的View，常用的有button、switch、text field等。
  除了使用View和Control來構建view層次結構來影響app外觀之外，還可以使用Core Animation框架的Layer對象來渲染view外觀和構建復雜的動畫。

Main Run Loop

一個iOS應用程序的main run loop主要作用是處理所有與用戶相關的事件。UIApplication對象在啟動時就設置main run loop和使用它來處理事件和更新基於view的界面。正如它的名字顯示，main run loop是運行在應用程序的主線程。這樣就確保與接收到用戶相關的事件被有序地處理。

下圖顯示main run loop的架構和用戶事件最終是怎樣被應用程序處理。當用戶與設備交互時，系統就會生成與交互關聯的事件，然後被應用程序的UIKit通過一個特殊的端口來分發。應用程序把事件放入隊列，然後逐個分發到main run loop來執行。UIApplication對象是第一個對象接收到事件，然後決定怎樣處理它。一個touch event通常都被分發到main window對象，然後依次分發到發生觸碰的view。其他event的接收事件對象路徑可能有點不同。

大多數的事件通過使用main run loop來分發，但有些不是。有些事件被發送到一個delegate對象或傳遞到你提供的block中。想了解更多如何處理大多數類型的事件，其中包括touch、remote control、motion、accelerometer和gyroscopic等事件，請查閱Event Handle Guide for iOS。

應用程序的狀態和多任務

有時系統會從app一種狀態切換另一種狀態來響應系統發生的事件。例如，當用戶按下home鍵、電話打入、或其他中斷發生時，當前運行的應用程序會切換狀態來響應。應用程序的狀態有以下幾種：

• Not running：app還沒運行

• Inactive：app運行在foreground但沒有接收事件

• Active：app運行在foreground和正在接收事件

• Background：運行在background和正在執行代碼

• Suspended：運行在background但沒有執行代碼

大多數發生狀態轉換時都會調用delegate對象對應的方法來響應app的狀態改變。下面匯總了delegate對象的所有方法，當app狀態發生轉換時，你可能會使用到它們。

• application:willFinishLaunchingWithOptions: - 這個方法是你在啟動時的第一次機會來執行代碼

• application:didFinishLaunchingWithOptions: - 這個方法允許你在顯示app給用戶之前執行最後的初始化操作

• applicationDidBecomeActive: - app已經切換到active狀態後需要執行的操作

• applicationWillResignActive: - app將要從前台切換到後台時需要執行的操作

• applicationDidEnterBackground: - app已經進入後台後需要執行的操作

• applicationWillEnterForeground: - app將要從後台切換到前台需要執行的操作，但app還不是active狀態

• applicationWillTerminate: - app將要結束時需要執行的操作

現在講下app啟動、來回切換app和鎖屏時狀態的切換和調用對應哪些delegate對象的方法：

• app啟動和active/inactive
  

如圖所示，當app啟動時，首先由not running狀態切換到inactive狀態，此時調用application:didFinishLaunchingWithOptions:方法；然後由inactive狀態切換到active狀態，此時調用applicationDidBecomeActive:方法。

當app發生中斷時，由active狀態切換到inactive狀態，此時調用applicationWillResignActive:方法。

• 來回切換app

如圖所示，當切換到另一個app時，由狀態active切換到inactive，此時調用applicationWillResignActive:方法；然後從inactive狀態切換到running狀態，此時調用applicationDidEnterBackground:方法。

而當切換回本來的app時，由running狀態切換到inactive狀態，此時調用applicationWillEnterForeground:方法，然後由inactive狀態切換到active狀態，調用applicationDidBecomeActive:方法。

• 鎖屏

如何所示，當手機鎖屏時，由狀態active切換到inactive，此時調用applicationWillResignActive:；然後再由inactive狀態切換到running狀態，此時調用applicationDidEnterBackground:方法。

更多關於app狀態切換以及調用app delegate哪些方法，請觀看WWDC 2011 Session的session_320__adopting_multitasking_in_your_app視頻。

應用程序的終止

系統常常是為其他app啟動時由於內存不足而回收內存最後需要終止應用程序，但有時也會是由於app很長時間才響應而終止。如果app當時運行在後台並且沒有暫停，系統會在應用程序終止之前調用applicationWillTerminate:來保存用戶的一些重要數據以便下次啟動時恢復到app原來的狀態。

總結

本文總結了iOS應用程序從啟動到結束過程中有哪些關鍵對象在參與，以及當用戶與系統交互時產生事件時，系統利用main run loop來管理事件循環，決定將事件交給系統哪些對象處理和如何處理。而當app啟動、來回切換app和鎖屏時，app的狀態如何切換和調用對應的哪些app delegate對象來處理。

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