前言

这篇文章主要介绍下有关UIApplication、UIWindow以及程序的启动流程，通过这篇文章，相信你会更加理解iOS 的应用启动过程以及app应用级别的相关知识。

UIApplication

简单介绍

UIApplication的一个主要工作是处理用户事件，它会起一个队列，把所有用户事件都放入队列，逐个处理，在处理的时候，它会发送当前事件到一个合适的处理事件的目标控件。此外，UIApplication实例还维护一个在本应用中打开的window列表（UIWindow实例），这样它就可以接触应用中的任何一个UIView对象。UIApplication实例会被赋予一个代理对象UIApplicationDelegate，以处理应用程序的生命周期事件（比如程序启动和关闭）、系统事件（比如来电、记事项警告）等等。

1.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。
2.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。
3.通过[UIApplicationsharedApplication]可以获得这个单例对象.
4. 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（通过代码获取两个UIApplication对象，打印地址可以看出地址是相同的）。
5.利用UIApplication对象，能进行一些应用级别的操作.

应用级别的操作示例

• 设置应用程序图标右上角的红色提醒数字（@property(nonatomic) NSInteger applicationIconBadgeNumber）
• 设置联网指示器的可见性（isNetworkActivityIndicatorVisible）
• iOS 中的状态栏设置（iOS9 中跟状态栏有关的已经过期，状态栏交给控制器UIViewController管理了）
• 应用界别的跳转 (openURL)

一 、设置应用程序图标右上角的红色提醒数字（如QQ消息的时候，图标上面会显示1，2，3条新信息等。）

@property(nonatomic) NSInteger applicationIconBadgeNumber;

UIApplication *app=[UIApplication sharedApplication];
app.applicationIconBadgeNumber=123;

二、设置联网指示器的可见性

@property(nonatomic,getter=isNetworkActivityIndicatorVisible) BOOL networkActivityIndicatorVisible;

代码和效果: 
UIApplication *app=[UIApplication sharedApplication];
//设置指示器的联网动画
app.networkActivityIndicatorVisible=YES;

三、管理状态栏

通过UIApplication管理（一个应用程序的状态栏都由它统一管理）

 如果想利用UIApplication来管理状态栏，首先得修改Info.plist的设置

 View controller-based status bar appearance ：NO
 Status bar is initially hidden  ：NO
 Status bar style ：Opaque black style

这样在Info.plist设置后状态栏是白色的，后续可以在单个VC中通过 UIApplication 随意修改状态栏状态。

四、应用界别的跳转 (openURL)
通过这个方法可以打开本机其他应用和远程连接。

URL补充：
URL：统一资源定位符，用来唯一的表示一个资源。
URL格式:协议头：//主机地址/资源路径
网络资源：http/ ftp等   表示百度上一张图片的地址   http://www.baidu.com/images/20140603/abc.png
本地资源：file:///users/apple/desktop/abc.png(主机地址省略)

UIApplication Delegate

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。当应用程序启动完毕的时候就会调用(系统自动调用)。

• 应用程序的生命周期事件（启动，关闭，进入后台）
• 应用级跳转（openURL的接收）
• 注册通知、推送等
• 内存警告

###########################  值得注意的地方是 ######################
  【1】在程序第一次启动的时候 不会调用applicationWillEnterForeground这个方法而
  会调用 didFinishLaunchingWithOptions 这个方法。
  【2】而当应用已经加载到内存后，从桌面图标点击进入应用时，就会调用applicationWillEnterForeground方法而
  不会调用 didFinishLaunchingWithOptions方法
##################################################################

 #当应用程序启动完毕的时候就会调用(系统自动调用)
 - (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions

 # 即将失去活动状态的时候调用(失去焦点, 不可交互)
 - (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application

 # 重新获取焦点(能够和用户交互)
 - (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application

  # 应用程序进入后台的时候调用
  # 一般在该方法中保存应用程序的数据, 以及状态
  # 双击Home键上滑杀掉APP也会调用这个方法【亲测】
 - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application

 # 应用程序即将进入前台的时候调用
 #一般在该方法中恢复应用程序的数据,以及状态
 - (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application

  # 应用程序即将被销毁的时候会调用该方法
  #注意:如果应用程序处于挂起状态的时候无法调用该方法
 - (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application

  #应用级跳转（openURL的接收）
  - (BOOL)application:(UIApplication *)application   openURL:(NSURL *)url   sourceApplication:(NSString *)sourceApplication    annotation:(id)annotation 
  // NOTE: 9.0以后使用新API接口
  - (BOOL)application:(UIApplication *)app openURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<NSString*, id> *)options

  #注册通知、推送等
  - (void)application:(UIApplication *)application  didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken 
  -(void)application:(UIApplication *)application didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:(NSError *)error 

  # 应用程序接收到内存警告的时候就会调用
  # 一般在该方法中释放掉不需要的内存
  - (void)applicationDidReceiveMemoryWarning:(UIApplication *)application

UIWindow

• UIWindow是一种特殊的UIView，通常在一个程序中只会有一个UIWindow，但可以手动创建多个UIWindow，同时加到程序里面。
• iOS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View,最后将控制器的View添加到UIWindow上，于是控制器的View就显示在屏幕上了。
• 一个iOS程序之所以能显示在屏幕上，完全是因为它有UIWindow，也就是说，没有UIWindow就看不到任何UI界面。
• 状态栏和键盘都是特殊的UIWindow。

那么UIWindow是如何将View显示到屏幕上的呢?
这里有三个重要的对象UIScreen，UIWindow，UIView。

• UIScreen对象识别物理屏幕连接到设备。
• UIWindow对象提供绘画支持给屏幕。
• UIView执行绘画，当窗口要显示内容的时候，UIView绘画出他们的内容并附加到窗口上。

这样View就显示在窗口上了

用代码来加载UIWindow

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {

  // 1.创建窗口
  self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];

  *************************** 类文件**********************************
  //创建窗口的根控制器，并且赋值
  UIViewController *rootVc = [[UIViewController alloc]init];
    self.window.rootViewController = rootVc;
  ************************  main.storyboard  ****************************
  // 2.加载main.storyboard,创建main.storyboard描述的控制器
  // UIStoryboard专门用来加载stroyboard
  // name:storyboard名称不需要后缀
  UIStoryboard *stroyboard = [UIStoryboard storyboardWithName:@"Main" bundle:nil];

  // 加载sotryboard描述的控制器
  // 加载箭头指向的控制器
    UIViewController *vc = [stroyboard instantiateInitialViewController];
  //根据绑定标识加载 
  //UIViewController *vc = [stroyboard instantiateViewControllerWithIdentifier:@"red"];

  // 设置窗口的根控制器
  self.window.rootViewController = vc;

  *****************************  xib ****************************
  // 创建窗口的根控制器
  // 通过xib创建控制器
  ViewController *vc = [[ViewController alloc] initWithNibName:@"VC" bundle:nil];
  self.window.rootViewController = vc;

  // 3.显示窗口
  [self.window makeKeyAndVisible];
  return YES;
}

KeyWindow

什么是keyWindow，官方文档中是这样解释的"The key window is the one that is designated to receive keyboard and other non-touch related events. Only one window at a time may be the key window." 翻译过来就是说，keyWindow是指定的用来接收键盘以及非触摸类的消息，而且程序中每一个时刻只能有一个window是keyWindow。

四个关于window变化的通知：

   UIWindowDidBecomeVisibleNotification
   UIWindowDidBecomeHiddenNotification
   UIWindowDidBecomeKeyNotification
   UIWindowDidResignKeyNotification

这四个通知对象中的object都代表当前已显示（隐藏），已变成keyWindow（非keyWindow）的window对象，其中的userInfo则是空的。于是我们可以注册这个四个消息，打印信息来观察keyWindow的变化以及window的显示，隐藏的变动。

UIWindow的层级

UIWindow是有层级的，层级高的显示在最外面，当层级相同时，越靠后调用的显示在外面。

UIKIT_EXTERN const UIWindowLevel UIWindowLevelNormal; //默认，值为0
UIKIT_EXTERN const UIWindowLevel UIWindowLevelAlert; //值为2000 
UIKIT_EXTERN const UIWindowLevel UIWindowLevelStatusBar ; // 值为1000

所以UIWindowLevelNormal < UIWindowLevelStatusBar< UIWindowLevelAlert
并且层级是可以做加减的self.window.windowLevel = UIWindowLevelAlert+1;

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
{
    self.window = [[[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]] autorelease];
    self.window.backgroundColor = [UIColor yellowColor];
    [self.window makeKeyAndVisible];

    UIWindow *normalWindow = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];
   normalWindow.backgroundColor = [UIColor blueColor];
    normalWindow.windowLevel = UIWindowLevelNormal;
    [normalWindow makeKeyAndVisible];

    CGRect windowRect = CGRectMake(50, 50,  [[UIScreen mainScreen] bounds].size.width- 100,   [[UIScreen mainScreen] bounds].size.height - 100);
    UIWindow *alertLevelWindow = [[UIWindow alloc] initWithFrame:windowRect];
    alertLevelWindow.windowLevel = UIWindowLevelAlert;
    alertLevelWindow.backgroundColor = [UIColor redColor];
      [alertLevelWindow makeKeyAndVisible];

   UIWindow *statusLevelWindow = [[UIWindow alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 50, 320, 20)];
    statusLevelWindow.windowLevel = UIWindowLevelStatusBar;
    statusLevelWindow.backgroundColor = [UIColor blackColor];
    [statusLevelWindow makeKeyAndVisible];

    NSLog(@"Normal window level: %f", UIWindowLevelNormal);
    NSLog(@"Normal window level: %f", UIWindowLevelAlert);
    NSLog(@"Normal window level: %f", UIWindowLevelStatusBar);

    return  YES;
}

通过运行结果我们可以注意到两点：

　1）我们生成的normalWindow虽然是在第一个默认的window之后调用makeKeyAndVisible，但是仍然没有显示出来。这说明当Level层级相同的时候，只有第一个设置为KeyWindow的显示出来，后面同级的再设置KeyWindow也不会显示。

2）statusLevelWindow在alertLevelWindow之后调用makeKeyAndVisible，淡仍然只是显示在alertLevelWindow的下方。这说明UIWindow在显示的时候是不管KeyWindow是谁，都是Level优先的，即Level最高的始终显示在最前面。

程序的启动过程

我们找到程序的入口main函数，来看程序的启动过程

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

这个默认的iOS程序就是从main函数开始执行的，但是在main函数中我们其实只能看到一个方法，这个方法内部是一个消息循环（相当于一个死循环），因此运行到这个方法UIApplicationMain之后程序不会自动退出，而只有当用户手动关闭程序这个循环才结束。此时我们可以根据UIApplicationMain函数了解程序启动的过程.

1. 第一个参数和第二个参数其实就是main函数的参数，分别代表：参数个数、参数内容；
2. 第三个参数代表UIApplication类（或子类）字符串，这个参数默认为nil则代表默认为UIApplication类，用户可以自定义一个类继承于这个类；如果为nil则等价于NSStringFromClass([UIApplication class]).
3. 第四个参数是UIApplication的代理类字符串，默认生成的是AppDelegate类，这个类主要用于监听整个应用程序生命周期的各个事件,当UIApplication运行过程中引发了某个事件之后会调用代理中对应的方法；

程序启动的完整过程

• 1. main函数

• 2.UIApplicationMain
  根据第三个参数创建对应的UIApplication对象
  根据第四个参数AppDelegate创建并指定此对象为UIApplication的代理.
  开启主运行循环 main events loop处理事件，UIApplication会开启一个消息循环不断监听应用程序的各个活动，当应用程序生命周期发生改变UIApplication就会调用代理对应的方法。

• 3.程序启动完毕的时候, 创建window，加载info.plist。
  (假如有storyboard)根据Info.plist中 Main storyboard file base name 字段获得最主要storyboard的文件名,加载对应的storyboard。
  系统在加载storyboard的时候会做以下三件事情
  1. 创建窗口 UIWindow。
2. 加载mian.storyboard 并实例化view controller
3. 分配新视图控制器到窗口root viewcontroller,然后使窗口显在示屏幕上。

  (假如没有storyboard)就不会加载storyboard，也就不会帮我们创建UIWindow，那么我们需要自己在程序启动完成的时候也就是在didFinishLaunchingWithOptions方法中创建。
  1.创建窗口 UIWindow。
2. 创建并实例化view controller
3. 分配新视图控制器到窗口root viewcontroller,然后使窗口显在示屏幕上。

四大对象关系图和程序启动流程图