iOS之应用程序启动过程及原理总结

序言

当用户点击应用图标之后，应用就开始启动。应用启动完成后，就会展示一系列的视图，和用户进行各种各样的交互（如滑动、点击）。当用户退出应用后，该应用就无法和用户进行交互。这一过程就体现了一个应用的生命周期（从启动到退出）。这里只介绍应用程序的显示部分。

在介绍应用启动过程及原理之前，先来了解一些概念以及其作用。

1、UIApplication

UIApplication对象是应用程序的象征，一个UIApplication对象就代表一个应用程序。每一个应用都有自己的UIApplication对象，而且是单例的，如果试图在程序中新建一个UIApplication对象，那么将报错提示。一个iOS程序启动后创建的第一个对象就是UIApplication对象，且只有一个。利用UIApplication对象，能进行一些应用级别的操作。可以参考这篇文章

2、UIApplication Delegate

所有的移动操作系统都有个致命的缺点：app很容易受到打扰。比如一个来电或者锁屏会导致app进入后台甚至被终止。还有很多其它类似的情况会导致app受到干扰，在app受到干扰时，会产生一些系统事件，这时UIApplication会通知它的delegate对象，让delegate代理来处理这些系统事件。

所有UIApplication Delegate的作用是当应用程序发出一系列系统事件时，做出相应的反应。每次新建完项目，都有个带有“AppDelegate”字眼的类，它就是UIApplication的代理,AppDelegate默认已经遵守了UIApplicationDelegate协议，已经是UIApplication的代理。系统事件如程序降将要启动、程序启动完成、程序进入后台、程序进入前台、程序退出等。对应代理的方法如下：

/**
*  程序启动完成
*/
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
return YES;
}
/**
*  程序将要进入后台
*/
- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application {
}

/**
*  程序进入后台
*/
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {

}

/**
*  程序将要进入前台
*/
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application {

}

/**
*  程序进入前台
*/
- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application {

}

/**
*  程序退出
*/
- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application {

}

上面就是涉及到应用程序非常重要的两个概念，下面我们来介绍点击应用图标后，应用程序的启动。我们都知道，C语言是从main函数开始执行代码的。OC作为C语言的超集，当然也不例外。点击图标，开始执行main函数。iOS项目中的main函数是在创建项目的时候就已经写好了的，如下：

<span style="font-size:14px;">int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}</span>

UIApplicationMain函数参数

可以看到iOS项目中的main函数执行了一个UIApplicationMain函数，所有我们的重点就是要连接UIApplicationMain在执行的时候都做了哪些事情。下面我们先来了解一下UIApplicationMain函数的参数

<span style="font-size:14px;">/**
*  @param argc   系统参数
*  @param argv   系统参数
*  @param nil    应用程序名称
*  @param class] 应用程序代理名称
*/
UIApplicationMain(int argc, char *argv[], NSString *principalClassName, NSString *delegateClassName);</span>

argc、argv：直接传递给UIApplicationMain进行相关处理即可

principalClassName：指定应用程序类名（app的象征），该类必须是UIApplication(或子类)。如果为nil,则用UIApplication类作为默认值

delegateClassName：指定应用程序的代理类，该类必须遵守UIApplicationDelegate协议

UIApplicationMain函数作用

main函数中之是执行了UIApplicationMain函数，可以肯定的时候该函数一定很重要，但它的具体作用是什么呢，

UIApplicationMain函数会根据principalClassName创建UIApplication对象，根据delegateClassName创建一个delegate对象，并将该delegate对象赋值给UIApplication对象中的delegate属性 。

接着会建立应用程序的Main Runloop（事件循环），进行事件的处理(首先会在程序完毕后调用delegate对象的application:didFinishLaunchingWithOptions:方法)。

app启动时会加载Info.plist文件，看是否指定了main.storyboard，如果设置了就去加载main.storyboard，那么加载main.storyboard时，系统会进行如下操作：

创建窗口 -> 加载main.storyboard并且加载main.storyboard中指定的控制器 -> 创建控制器成为窗口的根控制器，让窗口显示出来。

总结UIApplicationMain函数作用：

argc:系统或者用户传入的参数
argv:系统或用户传入的实际参数
1.根据传入的第三个参数，创建UIApplication对象
2.根据传入的第四个产生创建UIApplication对象的代理
3.设置刚刚创建出来的代理对象为UIApplication的代理
4.开启一个事件循环（可以理解为里面是一个死循环）这个时间循环是一个队列（先进先出）先添加进去的先处理

5.加载Info.plist文件，看是否指定了main.storyboard，如果设置了就去加载main.storyboard

3、UIWindow的创建

UIWindow 是特殊的 UIView ,通常一个App中只有UIWindows，当程序启动完毕后，创建的第一个视图控件就是UIWindow,接着创建控制器的UIView,将控制器的View添加到UIWindow上，控制器的 UIView 就显示在屏幕上。注意 UIWindow 本身不做显示，是控制器的UIView做展示，UIWindow
会给视图分发事件。

如果应用程序设置了main.storyboard文件，并指定了初始化控制器，系统会自动创建UIWindow。如果没有指定main.storyboard文件，就必须手动去创建。

UIWindow作用：

1.UIWindow作为一个容器，容纳所有的UIView

2.UIWindow会其他事件消息传递给UIWiew

4、控制器的创建

当UIWindow创建完成后，必须指定一个根控制器或者在UIWIndow上添加子视图，这样才能显示出来，用户才能看得到，因为前面提到过，UIWindow本身不做显示。当指定了UIWindow的根控制器，该控制器的view会自动添加在UIWindow上，并显示出来。控制器的创建可以看这篇文章

5、视图控制器view的创建

视图控制器就是控制器视图在屏幕上的显示，对于一个控制器来说也是不具备显示的，只有它的view才具有显示能力，所以创建完一个控制器的时候，要给它指定一个根视图。具体的控制器view的创建可以查看这篇文章。

6、应用程序的状态

应用程序到这里就可以显示了。根据前面的应用程序代理功能的介绍，应用程序在启动过程中有以下几种状态：

1. Not running :应用还没有启动，或者应用正在运行但是途中被系统停止。

2. Inactive :当前应用正在前台运行，但是并不接收事件（当前 或许正在执行其它代码）。一般每当应用要从一个状态切换到另一个不同的状态时，中途过渡会短暂停留在此状态。唯一在此状态停留时间比较长的情况是：当用户 锁屏时，或者系统提示用户去响应某些（诸如电话来电、有未读短信等）事件的时候。

3. Active :当前应用正在前台运行，并且接收事件。这是应用正在前台运行时所处的正常状态。

4. Background :应用处在后台，并且还在执行代码。大多数将 要进入Suspended状态的应用，会先短暂进入此状态。然而，对于请求需要额外的执行时间的应用，会在此状态保持更长一段时间。另外，如果一个应用要 求启动时直接进入后台运行，这样的应用会直接从Not running状态进入Background状态，中途不会经过Inactive状态。比如没有界面的应用。注此处并不特指没有界面的应用，其实也可以是 有界面的应用，只是如果要直接进入background状态的话，该应用界面不会被显示。

5. Suspended :应用处在后台，并且已停止执行代码。系统自动 的将应用移入此状态，且在此举之前不会对应用做任何通知。当处在此状态时，应用依然驻留内存但不执行任何程序代码。当系统发生低内存告警时，系统将会将处 于Suspended状态的应用清除出内存以为正在前台运行的应用提供足够的内存。

下面是这五种状态在实际中的切换图：