移动端前后台状态通知机制实现

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背景

为了支持端上网络库内部组件获取App状态，以便使用合适的策略，例如如果当前App在后台，网络库便不再去主动解析DNS结果，这样可以节省对移动端设备的资源消耗。
因此项目需要做一个移动端前后台状态判断及通知机制。由于我们支持iOS和Android，因此这个特性也分别针对双端做，上层用一个抽象类封装。

概要设计

  1. 初始化：网络库启动时，会初始化Notifier实例，但会根据不同的端实例化不同的子类。Notifier用于探测当前App状态并通过回调方式通知下游用户。
  2. 用户注册：我们提供了标准的用户回调抽象类，下游用户通过继承并实现具体的抽象方法生成新的实例，并将该实例注册进Notifier。
  3. 在状态发生变更时，Notifier会轮询一遍所有等待回调的用户（第2步注册进来的）触发用户自定义动作。

逻辑架构图

运行架构图(以Android为例)
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详细设计

前后台状态分类

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enum AppStatusType {
    APP_STATUS_UNKNOWN = 0,      // Uncertain state 
    APP_STATUS_FOREGROUND = 1,   // iOS(DidBecomeActive); Android(DidBecomeActive)
    APP_STATUS_BACKGROUND = 2,   // iOS(DidEnterBackgroun); Android(DidEnterBackgroun)
    APP_STATUS_TERMINATING = 3,  // iOS(WillTerminate); Android();
    APP_STATUS_LAST = APP_STATUS_TERMINATING
  };

前后台状态获取方式

  1. iOS
    使用iOS的消息通知组件NSNotification，以回调方法的形式注册进去。

  2. Android
    安卓的情况比较复杂，Android前后台 - EFFMX.COM上对获取安卓前后台状态做了一些可行性方法的介绍。
    通过一些调研分析，我们可以得出的一些结论是：
    a.安卓在前后台状态方面没有一个像iOS那样统一的消息组件。
    b.由于我们是作为一个基础组件SDK提供给App方，在安卓上能操作的能力很有限，比如文章中介绍的Activity回调方式就无法在SDK上做。

    除此之外，在跟我们的客户（Android端 App研发团队）接触后发现，我们的客户已经在App里通过Activity回调实现了前后台状态的通知机制。

    因此在Android上，最终我们选择的方式是：在SDK接入层提供一个通知接口，由App负责将状态变更通过API传递给我们。

安全策略
这里的安全策略主要是考虑到，安卓端可能会长时间收不到正确的状态变更通知，这种情况可能是由于上游App出现异常或漏推送状态导致。
因此我们做了一个兜底机制，用来防止上游App出现这种情况。

策略设计

首先，策略是基于Android前后台 - EFFMX.COM里的方法5，主动去扫描进程信息，从而获取当前App状态。
这个方法不被官方承认，并且对资源消耗会比较大（涉及循环扫描进程），因此应该尽量少用，这里只使用它用于兜底，正常状态不会被触发。

在java层实现进程扫描方法，可通过主动获取系统锁屏及进程信息方法获取到当前的app是否为前台。在Notifier中内置定时器，默认定时时间为10分钟，即如果超过10分钟未收到状态变更通知则触发保护机制。

计时器到点了以后，将会出现四种可能的情况。

  • 如果当前已经处于后台状态了，考虑到这种情况已经不会额外消耗用户的资源了，不做处理了。以下三种都是当前已经在前台的情况下。
  • 发起扫描，如果结果是前台状态，则认为当前确实是在前台，不做处理，重新计时。
  • 发起扫描，如果结果是在后台，则表明端上出现异常，则推送后台状态给用户。
  • 发起扫描，如果扫描进程的过程发生java层可捕获的异常，则当前无法确认准确状态，推送unknown状态给用户。

接口及样例

注册回调

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class MyClass : AppStatusTypeObserver {
 public:
  // Inherit the callback function.
  void OnAppStatusTypeChanged(AppState type) {
    // code in callback
  }
};
MyClass* my_instance = new MyClass();
// Register the instance to notifier.
Notifier::AddAppStatusTypeObserver(my_class);

主动拉取状态

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// Get status directly.
AppStatusType status = Notifier::GetAppStatusType();
// Get the answer that if it is the foreground status.
if (Notifier::IsAppInForeground()) {
  // ...
}