iOS 进程间通信方式

在 iOS 开发中，进程间通信（IPC）是实现应用间协作和数据共享的关键技术。以下是 iOS 支持的 ​主要进程间通信机制​ 及其详细说明：

1. ​App Groups + UserDefaults/File Sharing​ #

概述 #

• ​核心思想​：通过共享容器（Shared Container）或 UserDefaults，在同一开发者账号下的多个应用或扩展（Widget、Watch App 等）之间共享数据。
• ​适用场景​：主应用与扩展（如 Today Widget）之间的数据同步。

实现步骤 #

1. ​启用 App Groups​：

   • 在 Xcode 中为项目配置 App Groups Capability，并设置唯一的共享标识符（如 group.com.example.app）。
   • 确保主应用和扩展的 Signing & Capabilities 中启用了相同的 App Group。

2. ​共享 UserDefaults​：

   let sharedDefaults = UserDefaults(suiteName: "group.com.example.app")
   sharedDefaults?.set("Hello", forKey: "sharedData")
   sharedDefaults?.synchronize()
   

3. ​共享文件容器​：

   let containerURL = FileManager.default.containerURL(forSecurityApplicationGroupIdentifier: "group.com.example.app")
   let fileURL = containerURL?.appendingPathComponent("sharedFile.txt")
   try? "Shared Content".write(to: fileURL!, atomically: true, encoding: .utf8)
   

注意事项 #

• 仅限同一开发者账号下的应用或扩展。
• 共享数据需注意线程安全（如使用 NSFileCoordinator 同步文件访问）。

2. ​URL Scheme​ #

概述 #

• ​核心思想​：通过自定义 URL 协议（如 myapp://）唤醒其他应用并传递参数。
• ​适用场景​：简单数据传递（如用户身份令牌、跳转页面路径）。

实现步骤 #

1. ​注册 URL Scheme​：

   • 在 Info.plist 中添加：

     <key>CFBundleURLTypes</key>
     <array>
         <dict>
             <key>CFBundleURLName</key>
             <string>com.example.myapp</string>
             <key>CFBundleURLSchemes</key>
             <array>
                 <string>myapp</string>
             </array>
         </dict>
     </array>
     

2. ​处理 URL 请求​：

   • 在 AppDelegate 或 SceneDelegate 中实现：

     func scene(_ scene: UIScene, openURLContexts URLContexts: Set<UIOpenURLContext>) {
         guard let url = URLContexts.first?.url else { return }
         if url.scheme == "myapp" {
             let params = URLComponents(url: url, resolvingAgainstBaseURL: true)?.queryItems
             // 解析参数并跳转页面
         }
     }
     

3. ​调用其他应用​：

   if let url = URL(string: "myapp://profile?user=123") {
       UIApplication.shared.open(url)
   }
   

注意事项 #

• URL 参数长度有限，复杂数据需编码（如 Base64）。
• 存在安全风险（需验证来源应用）。

3. ​XPC Services​ #

概述 #

• ​核心思想​：基于 XPC（Cross-Process Communication） 框架实现系统级进程间通信，用于高安全性和稳定性的场景（如应用与系统服务通信）。
• ​适用场景​：应用扩展（如键盘扩展）、沙盒环境下的权限隔离操作。

实现步骤 #

1. ​定义 XPC 服务协议​：

   @protocol MyXPCProtocol
   - (void)performTaskWithData:(NSData *)data reply:(void (^)(NSData *response))reply;
   @end
   

2. ​创建 XPC 服务​：

   • 在 Xcode 中添加 XPC Service Target，并实现协议方法。

3. ​主应用连接 XPC 服务​：

   let connection = NSXPCConnection(serviceName: "com.example.MyXPCService")
   connection.remoteObjectInterface = NSXPCInterface(with: MyXPCProtocol.self)
   connection.resume()
   
   let service = connection.remoteObjectProxy as? MyXPCProtocol
   service?.performTaskWithData(data) { response in
       // 处理响应
   }
   

注意事项 #

• XPC 服务需独立签名和沙盒配置。
• 支持异步通信和错误处理。

4. ​Darwin Notifications（CFNotificationCenter）​​ #

概述 #

• ​核心思想​：基于 Darwin 层的跨进程通知机制（CFNotificationCenter），通过系统广播发送简单信号。
• ​适用场景​：系统级事件通知（如锁屏、网络状态变化）。

实现步骤 #

1. ​注册通知监听​：

   CFNotificationCenterAddObserver(
       CFNotificationCenterGetDarwinNotifyCenter(),
       Unmanaged.passUnretained(self).toOpaque(),
       { (_, observer, name, _, _) in
           if let observer = observer, let name = name {
               let mySelf = Unmanaged<MyClass>.fromOpaque(observer).takeUnretainedValue()
               mySelf.handleNotification(name: name.rawValue as String)
           }
       },
       "com.example.notification" as CFString,
       nil,
       .deliverImmediately
   )
   

2. ​发送通知​：

   CFNotificationCenterPostNotification(
       CFNotificationCenterGetDarwinNotifyCenter(),
       CFNotificationName("com.example.notification" as CFString),
       nil,
       nil,
       true
   )
   

注意事项 #

• 仅传递通知名称，不携带数据。
• 需要处理线程安全和生命周期管理。

5. ​Pasteboard（UIPasteboard）​​ #

概述 #

• ​核心思想​：通过系统剪贴板（UIPasteboard）在应用间共享数据（文本、图片、URL 等）。
• ​适用场景​：用户主动触发的数据共享（如复制粘贴）。

实现步骤 #

// 写入数据
let pasteboard = UIPasteboard.general
pasteboard.string = "Copied Text"

// 读取数据
if let text = UIPasteboard.general.string {
    print("剪贴板内容：\(text)")
}

注意事项 #

• 剪贴板数据对所有应用可见（敏感信息需加密）。
• iOS 14+ 限制后台读取剪贴板。

6. ​Keychain Sharing​ #

概述 #

• ​核心思想​：通过共享钥匙串（Keychain）在应用间安全存储和访问敏感信息（如密码、令牌）。
• ​适用场景​：跨应用共享用户凭证。

实现步骤 #

1. ​启用 Keychain Sharing​：

   • 在 Xcode 中配置 Keychain Sharing Capability，并设置相同的 Keychain Group（如 com.example.keychaingroup）。

2. ​读写 Keychain​：

   let query: [String: Any] = [
       kSecClass as String: kSecClassGenericPassword,
       kSecAttrAccount as String: "userToken",
       kSecAttrService as String: "com.example.service",
       kSecAttrAccessGroup as String: "com.example.keychaingroup",
       kSecValueData as String: "secretToken".data(using: .utf8)!
   ]
   SecItemAdd(query as CFDictionary, nil)
   

注意事项 #

• 需相同开发者账号和配置。
• 数据加密存储，安全性高。

7. ​Socket 通信（Network/Berkeley Sockets）​​ #

概述 #

• ​核心思想​：通过 TCP/UDP 套接字实现跨设备或本机进程间通信。
• ​适用场景​：需要高吞吐量的数据传输（如本地服务器与客户端通信）。

实现步骤 #

// 服务端
let serverSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
var serverAddr = sockaddr_in()
serverAddr.sin_port = UInt16(8080).bigEndian
bind(serverSocket, &serverAddr, socklen_t(MemoryLayout<sockaddr_in>.size))
listen(serverSocket, 5)

// 客户端
let clientSocket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)
connect(clientSocket, &serverAddr, socklen_t(MemoryLayout<sockaddr_in>.size))

注意事项 #

• iOS 应用需声明网络权限（NSLocalNetworkUsageDescription）。
• 本机通信可使用 localhost 或 127.0.0.1。

总结对比表 #

选择建议 #

• ​简单数据共享​：优先使用 App Groups 或 Pasteboard。
• ​安全敏感数据​：使用 Keychain Sharing。
• ​系统级通信​：选择 XPC Services 或 Darwin Notifications。
• ​用户主动跳转​：通过 URL Scheme 实现。

通过合理选择 IPC 机制，可以实现高效、安全的 iOS 应用间协作。