為了能有效率地掌握各個iOS應用程式所使用的資源，及確保iOS應用程式的執行效能，iOS對於應用程式在背景執行的限制相當嚴苛。 一般情況下，只有更新地理位置、下載少量資訊...等輕量級的任務，又或像是音樂播放、VOIP等非得要能在背景運作的任務，才可以在背景執行。
然而，自iOS 4之後，iOS應用程式其實可以向請求在背景執行程式，而不限制執行工作的類型！ 只不過相對條件是，在背景執行程式的時間，多半不能超過10分鐘。一旦超過時限，將被iOS強制中止。
但即便如此，10分鐘也或許足以滿足某些特定應用的需求。聊勝於無!
iOS應用程式執行的五種狀態
在開始學習如何在背景執行程式前，應先了解到iOS應用程式執行時的幾種狀態：
上圖參考自Apple官方文件的App States and Multitasking，說明五種狀態之間的變化。
Not running
應用程式尚未被執行的狀態。
Active
應用程式在前景，且正在執行中。
Suspended
應用程式被暫停，無法執行程式。 當使用者按下Home鍵，退出當前應用程式，或是切換至其他應用程式後。 若原應用程式不具有在背景執行的能力，則會立即進入Suspended狀態。
而應用程式中的資訊(如：所使用的變數)...等仍然在記憶體中，只要使用者切換該應用程式， 則該應用程式會接回之前的狀態，繼續執行。
此外，若iOS系統察覺記憶體資源不足時，會清理掉記憶體中Suspended狀態的程式，使應用程式回到Not running的狀態。
Inactive
應用程式在前景，但是可能發生了其他事情(如：接到電話)，因此應用程式無法接收任何事件(像是使用者點擊按鈕的UI事件)。 但應用程式仍然在執行中。
Background
當使用者按下Home鍵，退出當前應用程式，或是切換至其他應用程式後。 原應用程式具有在背景執行的能力，因此仍然在執行程式。 如何使應用程式進入此狀態，則是本篇討論的主題。
取得當前應用程式執行狀態
以下API可以取得當前應用程式狀態：
UIApplicationState st = [[UIApplication sharedApplication] applicationState];
UIApplicationState為enum型態，定義如下：
typedef enum : NSInteger {
UIApplicationStateActive,
UIApplicationStateInactive,
UIApplicationStateBackground
} UIApplicationState;
由於Not running與Suspended狀態下無法執行程式，因此自然不會有其定義。
應用程式執行狀態變化時會呼叫的方法
在UIApplicationDelegate中，有幾個方法，會在應用程式執行狀態發生變化時被呼叫：
- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application
//當應用程式由Active變為Inactive時會被呼叫。
- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application
//當應用程式由Inactive變為Active時會被呼叫。
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
//當應用程式由Active變為Background時會被呼叫。
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application
//當應用程式由Background回到Active時會被呼叫。
舉幾個例子來說，當應用程式未執行時，點擊應用程式icon開啟後，applicationDidBecomeActive會被呼叫；
當應用程式在前景執行時，按下Home鍵，applicationWillResignActive與applicationDidEnterBackground會被依序呼叫；
若再度點擊應用程式icon使其回到前景，則applicationWillEnterForeground與applicationDidBecomeActive會依序被呼叫。
另一種情況是：當應用程式在前景執行時，接到電話或是連按兩下Home鍵進入最近使用的App列表時， 此時，該應用程式還在前景，只是變為Inactive狀態，因此只有applicationWillResignActive會被呼叫。
關於這幾個method被呼叫的時機，也可以參考此篇討論：
http://stackoverflow.com/questions/3712979/applicationwillenterforeground-vs-applicationdidbecomeactive-applicationwillre
請求在有限時間內在背景執行任意工作
以下，我們以一個極其簡單的例子，展示如何使iOS應用程式在背景執行工作。
首先，我們將使用一個Timer，每秒在console下印出數字，並累加：
//啟動Timer ...
NSTimer* cntTimer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1
target:self
selector:@selector(runCounter)
userInfo:nil
repeats:YES];
//runCounter 方法
-(void) runCounter {
NSLog(@"runCounter, count=%i",self.count);
self.count++;
}
此時，此應用程式還沒有背景執行的能力。
當我們啟動應用程式時，可以看到console下不斷印出數字；但是，一旦按下Home鍵之後，就停止了。
因此，我們需要請求在背景執行。
首先，在AppDelegate類別宣告UIBackgroundTaskIdentifier型態的property。
@property (nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundTask;
接著，在進入背景時，請求在背景執行程式：
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
self.backgroundTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
NSLog(@"Background handler called. Not running background tasks anymore.");
[[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask:self.backgroundTask];
self.backgroundTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}];
}
呼叫beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法後，當應用程式退到背景時，就不會進入Suspended狀態，而是在Background狀態。
此時可以看到console也繼續印出訊息。
然而，此方法使應用程式在Background狀態的時間是有限的，一般來說大約為10分鐘。 時間一到，iOS會呼叫當初呼叫beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法時， 所傳入的block，讓應用程式知道即將被停止執行。
應用程式可以在此block中執行最後的處理，並呼叫endBackgroundTask自行中止背景執行。
而倘若不呼叫endBackgroundTask，iOS系統最終還是會終止該應用程式的背景執行。
結語
iOS對於應用程式在背景執行的限制較為嚴苛，但請求在有限時間內執行任意工作的方法並不複雜。 即便只是短短的10分鐘，換個角度思考，或許也足夠滿足部分需求。
此外，在學習使用如何在背景執行程式時，也應了解iOS應用程式執行的五種狀態，以利於掌握應用程式的執行。
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