iOS远程推送原理及实现过程

该文章是我16年在公司博客上写的,除了证书注册的过程大致没有改变,像接收通知的方法都有所改变,所以将iOS 10 之后的接收通知及注册通知的方法在文章中补全,希望对正在处理远程推送的伙伴们有所帮助

一 、推送原理

  • 推送通知,是现在的应用必不可少的功能。那么在 iOS 中,我们是如何实现远程推送的呢?iOS 的远程推送原理又是什么呢?在做 iOS 远程推送时,我们会遇到各种各样的问题。那么首先让我们准备一些做推送需要的东西。我们需要一个付费的苹果开发者账号(免费的不可以做远程推送),有了开发者账号,我们可以去苹果开发者网站,配置自己所需要的推送的相关证书。然后下载证书,供我们后面使用,详细的证书配置过程,我们下面再说。

  • 首先我们要说说iOS推送通知的基本原理:
    苹果的推送服务通知是由自己专门的推送服务器APNs (Apple Push Notification service)来完成的,其过程是 APNs 接收到我们自己的应用服务器发出的被推送的消息,将这条消息推送到指定的 iOS 的设备上,然后再由 iOS设备通知到我们的应用程序,我们将会以通知或者声音的形式收到推送回来的消息。 iOS 远程推送的前提是,装有我们应用程序的 iOS 设备,需要向 APNs 服务器注册,注册成功后,APNs 服务器将会给我们返回一个 devicetoken,我们获取到这个 token 后会将这个 token 发送给我们自己的应用服务器。当我们需要推送消息时,我们的应用服务器将消息按照指定的格式进行打包,然后结合 iOS 设备的 devicetoken 一起发给 APNs 服务器。我们的应用会和 APNs 服务器维持一个基于 TCP 的长连接,APNs 服务器将新消息推送到iOS 设备上,然后在设备屏幕上显示出推送的消息。

  • 设备注册APNs的流程图:


    注册APNs的流程图.png
  • 上图完成了如下步骤:
  1. Device(设备)连接APNs服务器并携带设备序列号(UUID)

  2. 连接成功,APNs经过打包和处理产生devicetoken并返回给注册的Device(设备)

  3. Device(设备)携带获取的devicetoken发送到我们自己的应用服务器

  4. 完成需要被推送的Device(设备)在APNs服务器和我们自己的应用服务器的注册

  • 推送过程图:
推送过程图.png
  • 推送的过程经过如下步骤:
  1. 首先,我们的设备安装了具有推送功能的应用(应用程序要用代码注册消息推动),我们的 iOS设备在有网络的情况下会连接APNs推送服务器,连接过程中,APNS 服务器会验证devicetoken,连接成功后维持一个基于TCP 的长连接;

  2. Provider(我们自己的应用服务器)收到需要被推送的消息并结合被推送的 iOS设备的devicetoken一起打包发送给APNS服务器;

  3. APNS服务器将推送信息推送给指定devicetoken的iOS设备;

  4. iOS设备收到推送消息后通知我们的应用程序并显示和提示用户(声音、弹出框)

  • 比较直观的流程图:
直观的流程图.png
  • 信息包结构图:
信息包结构图.png
  • 上图显示的这个消息体就是我们的应用服务器(Provider)发送给APNs服务器的消息结构,APNs验证这个结构正确并提取其中的信息后,再将消息推送到指定的iOS设备。这个结构体包括五个部分,第一个部分是命令标示符,第二个部分是我们的devicetoken的长度,第三部分是我们的devicetoken字符串,第四部分是推送消 息体(Payload)的长度,最后一部分也就是真正的消息内容了,里面包含了推送消息的基本信息,比如消息内容,应用Icon右上角显示多少数字以及推送消息到达时所播放的声音等

  • Payload(消息体)的结构:

{
     “aps”:{
     “alert”:“听云给您发送了新消息”,
     “badge”:1,
     “sound”:“default”
     },
}
  • 这其实就是个JSON结构体,alert标签的内容就是会显示在用户手机上的推送信息,badge显示的数量(注意是整型)是会在应用Icon右上角显示的数量,提示有多少条未读消息等,sound就是当推送信息送达是手机播放的声音,传defalut就标明使用系统默认声音。

二、证书及推送实现过程

  1. 首先我们要新建一个Certificate Signing Request(也就是CSR)的请求文件
  • 在应用程序里的使用工具中找到钥匙串访问,选择从证书颁发机构请求证书




  • 保存位置在 tingyun(指定自己的文件夹,这里我选择的是我的文件夹),点击存储。

  • 然后点击完成后我们会在 tingyun 里看到一个CertificateSigningRequest.certSigningRequest的请求文件,也就是我们说的CSR文件。在我们生成CSR文件的同时,会在钥匙串访问中生成一对秘钥,名称为刚才我们填写的常用名。

  1. 配置AppID
  • 到苹果开发者网站https://developer.apple.com

  • 点击Account


  • 选择 Certificates,identifiers&Profiles


  • 选择 Identifiers ->App IDs 点击上方的+号创建一个 App ID.


  • Name: 填写 App 的名字就行

  • App ID Suffix 选择不用通配符的及 Explicit App ID

  • Bundle ID:填写自己应用的 Bundle ID 一定要和自己应用的一致.


  • 在下面的 App Services 中选择自己需要的服务,我们需要推送服务,所以在Push Notifications上打勾,然后点击continue。


  1. 创建证书
  • 证书需要创建两种,一种是开发的、一种是发布的,开发的是做测试用的。

  • 选择Development 点击右上角的+号,创建证书,我们首先创建开发证书


  • 选择Apple Push Notification service SSL (Sandbox),创建推送服务证书点击下一步


  • 这儿的 App ID 选择我们刚才创建的 App ID,然后点击下一步,下一步

  • 这儿点击 Choose File,选择我们刚才创建的 CSR 文件,然后点击生成(Generate)。最后点击下载,下载证书。将下载的证书,放到指定位置。
  • 发布证书的创建和开发证书一样,选择Production->Apple Push Notification service SSL (Production),后面和开发证书一样。


  1. 添加 Devices (一个公司账号、企业账号或者个人账号,可添加100个设备):
  • 首先选中你要添加哪种设备,然后在左上角点击“+”号。


  • Name 填写一个设备名字,UDID 填写自己需要加入测试的设备的 UDID,然后点击下一步。

  • 然后点击 Register 即可
  • 点击Done。


  1. 查找设备的 UDID:
  • 用自己的 iOS 设备连接到电脑上,打开 iTunes。在设备摘要处可以看见一个序列号,点击序列号就会变成 UDID。
  1. 生成配置文件
  • 配置文件也有两种,一种是开发的,一种是发布的,开发的使我们做测试需要的,发布的是我们在 Appstore 上发布时需要的,我们都需要生成。

  • 我们先生成开发配置文件,选择Provisioning Profiles->Development点击右上角的+号。

  • 选择iOS App Development 点击下一步


  • 这儿的 App ID 仍然选择我们刚才创建的 App ID


  • 这儿选择我们开发者的证书,如果不知道是哪个选择全部即可


  • 这儿选择我们的测试设备,如果没有则在前面的Devices里面添加即可



  • 随便取个名字即可,然后下载下来


  • 发布配置文件和开发配置文件一样创建,选择Distribution->Ad Hoc即可,后面与发布配置文件一样。


三、证书配置完成,打开我们创建的应用项目

  • 打开AppDelegate.m 文件,在- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions 方法中添加下面代码,注册消息推送
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    // Override point for customization after application launch.
    /*
     注册通知(推送)
     申请App需要接受来自服务商提供推送消息
     */
    
    if ([[UIDevice currentDevice].systemVersion floatValue] >= 10.0) {
        //iOS10特有
        UNUserNotificationCenter *center = [UNUserNotificationCenter currentNotificationCenter];
        // 必须写代理,不然无法监听通知的接收与点击
        center.delegate = self;
        [center requestAuthorizationWithOptions:(UNAuthorizationOptionAlert | UNAuthorizationOptionBadge | UNAuthorizationOptionSound) completionHandler:^(BOOL granted, NSError * _Nullable error) {
            if (granted) {
                // 点击允许
                //NSLog(@"注册成功");
                [center getNotificationSettingsWithCompletionHandler:^(UNNotificationSettings * _Nonnull settings) {
                    //NSLog(@"%@", settings);
                }];
            } else {
                // 点击不允许
                // NSLog(@"注册失败");
            }
        }];
    }
    else if ([[UIDevice currentDevice].systemVersion floatValue] >8.0){
        //iOS8 - iOS10
        [[UIApplication sharedApplication] registerUserNotificationSettings:[UIUserNotificationSettings settingsForTypes:UIUserNotificationTypeAlert | UIUserNotificationTypeSound | UIUserNotificationTypeBadge categories:nil]];
        
    }
    else
    {
        UIRemoteNotificationType apn_type = (UIRemoteNotificationType)(UIRemoteNotificationTypeAlert |UIRemoteNotificationTypeSound |
                                                                       UIRemoteNotificationTypeBadge);
        [[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotificationTypes:apn_type];
    }
    // 注册获得device Token
    [[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotifications];
    return YES;
}

//下面方法是返回 ANPs 苹果推送服务器生成的唯一标识
/** 接收服务器传回的设备唯一标识 token */
-(void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken{
    
    // 第一次运行获取到DeviceToken时间会比较长!
    // 将deviceToken转换成字符串,以便后续使用
    NSString *token = [deviceToken description];
    NSLog(@"description %@", token);
}

//下面方法是当注册推送服务失败时,接收错误信息
/** 注册推送服务失败 */
-(void)application:(UIApplication *)application didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:(NSError *)error{
    NSLog(@"注册失败 %@",error);
}

//下面方法是当有消息推送回来时,接收推送消息 
/** 设备接收到来自苹果推送服务器的消息时触发的,用来显示推送消息 */

// iOS 10收到通知(前台)
- (void)userNotificationCenter:(UNUserNotificationCenter *)center willPresentNotification:(UNNotification *)notification withCompletionHandler:(void (^)(UNNotificationPresentationOptions options))completionHandler{
    NSDictionary * userInfo = notification.request.content.userInfo;
    UNNotificationRequest *request = notification.request; // 收到推送的请求
    UNNotificationContent *content = request.content; // 收到推送的消息内容
    NSNumber *badge = content.badge;  // 推送消息的角标
    NSString *body = content.body;    // 推送消息体
    UNNotificationSound *sound = content.sound;  // 推送消息的声音
    NSString *subtitle = content.subtitle;  // 推送消息的副标题
    NSString *title = content.title;  // 推送消息的标题
    
    if([notification.request.trigger isKindOfClass:[UNPushNotificationTrigger class]]) {
        NSLog(@"iOS10 前台收到远程通知:%@", [self logDic:userInfo]);
        
    }
    else {
        // 判断为本地通知
        NSLog(@"iOS10 前台收到本地通知:{\\\\nbody:%@,\\\\ntitle:%@,\\\\nsubtitle:%@,\\\\nbadge:%@,\\\\nsound:%@,\\\\nuserInfo:%@\\\\n}",body,title,subtitle,badge,sound,userInfo);
    }
    completionHandler(UNNotificationPresentationOptionBadge|UNNotificationPresentationOptionSound|UNNotificationPresentationOptionAlert); // 需要执行这个方法,选择是否提醒用户,有Badge、Sound、Alert三种类型可以设置
}

//iOS 10  通知的点击事件(点击通知)
- (void)userNotificationCenter:(UNUserNotificationCenter *)center didReceiveNotificationResponse:(UNNotificationResponse *)response withCompletionHandler:(void(^)())completionHandler{
    
    NSDictionary * userInfo = response.notification.request.content.userInfo;
    UNNotificationRequest *request = response.notification.request; // 收到推送的请求
    UNNotificationContent *content = request.content; // 收到推送的消息内容
    NSNumber *badge = content.badge;  // 推送消息的角标
    NSString *body = content.body;    // 推送消息体
    UNNotificationSound *sound = content.sound;  // 推送消息的声音
    NSString *subtitle = content.subtitle;  // 推送消息的副标题
    NSString *title = content.title;  // 推送消息的标题
    if([response.notification.request.trigger isKindOfClass:[UNPushNotificationTrigger class]]) {
        NSLog(@"iOS10 收到远程通知:%@", [self logDic:userInfo]);
        
    }
    else {
        // 判断为本地通知
        NSLog(@"iOS10 收到本地通知:{\\\\nbody:%@,\\\\ntitle:%@,\\\\nsubtitle:%@,\\\\nbadge:%@,\\\\nsound:%@,\\\\nuserInfo:%@\\\\n}",body,title,subtitle,badge,sound,userInfo);
    }
    
    // Warning: UNUserNotificationCenter delegate received call to -userNotificationCenter:didReceiveNotificationResponse:withCompletionHandler: but the completion handler was never called.
    completionHandler();  // 系统要求执行这个方法

}

//iOS 6 及以下系统通知
- (void)application:(UIApplication *)application
didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo {
    NSLog(@"iOS6及以下系统,收到通知:%@",userInfo);
}

//iOS 7 及以上系统通知(前台/后台)
- (void)application:(UIApplication *)application
didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo
fetchCompletionHandler:
(void (^)(UIBackgroundFetchResult))completionHandler {
    
    NSLog(@"iOS7及以上系统,收到通知:%@",userInfo);
    completionHandler(UIBackgroundFetchResultNewData);
}

四、服务器端(Java服务器)

  • 服务器端我们需要,一个后缀为. p12的证书,以及需要的 jar 包

  • 服务器端的证书生成方式:

1、打开我们前面下载的证书,在钥匙串中找到它


2、点击鼠标右键选择导出


3、导出后缀为.p12的文件保存到自己的电脑上,需要输入一个密码,在 Java 服务器端要用到


4、Java服务器端需要的 Jar 包

5、Java 服务器端代码:

import javapns.back.PushNotificationManager;
import javapns.back.SSLConnectionHelper;
import javapns.data.Device;
import javapns.data.PayLoad;
public class pushService {
    public static void main(String[] args) {
           
           
          try {

                          //这个token  就是客户端从APNs服务器获取到的devicetoken
                   String deviceToken = "eab6df47eb4f81e0aaa93bb208cffd7dc3884fd346ea0743fcf93288018cfcb6";
                   //被推送的iphone应用程序标示符      
                   PayLoad payLoad = new PayLoad();
                   payLoad.addAlert("测试我的push消息");
                   payLoad.addBadge(1);
                   payLoad.addSound("default");
                            
                   PushNotificationManager pushManager = PushNotificationManager.getInstance();
                   pushManager.addDevice("iphone", deviceToken);
                   
                                   //测试推送服务器地址:gateway.sandbox.push.apple.com /2195 
                   //产品推送服务器地址:gateway.push.apple.com / 2195 
                   String host="gateway.sandbox.push.apple.com";  //测试用的苹果推送服务器
                   int port = 2195;
                   String certificatePath = "/Users/hsw/Desktop/PushTest/PushTest.p12"; //刚才在mac系统下导出的证书
                   
                   String certificatePassword= "123456";
                  
                   pushManager.initializeConnection(host, port, certificatePath,certificatePassword, SSLConnectionHelper.KEYSTORE_TYPE_PKCS12);
                             
                   //Send Push
                   Device client = pushManager.getDevice("iphone");
                   pushManager.sendNotification(client, payLoad); //推送消息
                   pushManager.stopConnection();
                   pushManager.removeDevice("iphone");
                  }
                  catch (Exception e) {
                   e.printStackTrace();
                   System.out.println("push faild!");
                    return;
                  }
                  System.out.println("push succeed!");
                 }

}

注意,我有看到转载的提问,服务端是否需要deviceToken,这个肯定是需要的,在上面Java的代码中也有写到。deviceToken是设备唯一的推送标识,服务端只有知道这个标识,才能够将通知推送到你的设备上。

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