iOS10 远程推送 ios远程推送流程

一、引言

IOS中消息的推送有两种方式，分别是本地推送和远程推送，本文主要讨论远程推送的流程与配置过程。

二、远程推送的相关原理

1、远程推送的相关机制

单设备

多设备

图中所描述的大致意思是这样：你的应用服务端（Provider）将消息发送到apple的APNS服务器，APNS服务器（苹果公司的推送服务器）将消息推送到指定的Iphone，最后由Iphone负责将消息推送至你的APP。在此先不说这个过程是如何实现的，仅仅看这个流程，你可能会觉得，在你们服务端和客户端之间增加了一个apple的APNS，不是增加开发者的负担么？其实结果恰恰相反，因为apple对推送的统一管理，使我们开发者的工作变得异常简单。

2、服务端如何连接到客户端的

如果你是做android开发的，你一定非常了解长链接与心跳包。事实上，大部分的android应用的推送也确实是通过长链接来实现的。因为android系统的开放性，APP是很容易做到自启动和后台长链接的，而心跳验证，就是始终保证长链接属于接通状态，然后由服务端直接推送消息。如果IOS开发者也采用这种思路，就十分困难了，在IOS中想要保持一个APP服务始终不被系统杀死，我只能说太难了。通过上面的流程图，对比android的推送思路，我们很容易明白，IOS中其实也始终有一个长链接，那就是系统本身，这个长链接始终与APNS服务器相连，然后统一管理所有应用程序的推送。

3、这是IOS推送机制的优势？

   1>因为推送的服务端是appleID的验证用户，推送可靠性会高。

   2>所有推送消息由APNS统一管理，效率高。

   3>在客户端只需系统维护一个长链接，节省了用户流量消耗和手机的性能消耗，并且提高了安全性，使得有恶意推送和流氓软件的几率降低。 

三、远程推送的相关证书的配置

1、创建推送证书 

(1)请求CSR文件

在MAC应用程序中找到钥匙串访问，打开它。点击选项栏中的钥匙串访问中的证书助理：

选择从证书颁发机构申请证书:

填写电子邮件和名称，选择储存到磁盘，然后继续。
这时，我们存储的地方有了这样一个文件：CertificateSigningRequest.certSigningRequest。

(2)导出密钥文件

打开钥匙串，会发现多了一对密钥，名字就是上面你填写的常用名称。我们选择专用密钥进行导出，然后设置一个我们自己的密码(最好记住,别忘了)：

这时候我们又有了一个后缀名为.p12的文件。

(3)创建AppId 到https://developer.apple.com的member Center：

用你付过费的开发者appleID登陆后，选择Certificates:

如果你的项目已经创建了APP id，则可以不用重新创建，但是你创建的APP id必须要支持远程推送。如果还没有创建，点击加号(也可以在原有的appID重新编辑,添加)，创建一个：

之后的界面中APP ID有两种类型：Explicit和Wildcard，分别是特殊的和通配的，我们需要推送功能，这个ID不能是通配的，所以我们选择第一个。

这里需要填的的Bundle ID必须和我们App中的一致：

在APP ID的服务设置中，将Push Notification勾选上，点击continue。

之后点击submit，最后点击Done。这时我们的APP IDs列表中会出现我们刚才创建的APP ID。

(4)创建证书

点击我们刚才创建的APP ID，你会看到Push Notification一行为未设定的。我们点击Edit。

在Push Notifications设置里是如下界面，development是开发证书，Production是产品证书，我们现在需要测试，所以用Development证书，上线时要使用Production证书。点击Create Certificate。

接着点击continue，如下界面会让我们选择一个CSR文件，我们第一步创建的文件在这里派上用场了，选择那个文件，点击Generate。

将创建好的证书下载到电脑中：

至此，我们已经有了三个文件了，分别是 CSR文件，.p12文件，.cer文件。要将这三个文件放在同一个目录下。.cer文件分为测试和产品两个，需要哪个自行选择。写了这么多，我们的准备工作可算是做完了，不要灰心，其实你的推送工作基本上也就做完了。只是申请过程麻烦了一些，但工程的代码，我们几乎不用怎么配置。

2.服务端进行信息推送的设置

(1)处理证书

打开终端cd到我们上面得到的三个文件所在的目录。

在终端执行如下命令：

$ openssl x509 -in aps_development.cer -inform der -out PushCert.pem

aps_development.cer是刚才生成的.cer文件的文件名。会在当前文件夹中生成一个pem文件，这是我们服务端对应的证书。

再执行如下命令：

$ openssl pkcs12 -nocerts -out PushKey.pem -in key.p12

key.p12是上面生成的.p12文件的文件名。这时终端会让输入密码，这里的密码就是上面我们设置的密钥的密码。输入密码后回车，如果密码正确，会让我们输入新密码(一定切记)，输入两次后，终端会提示成功创建PushKey.pem文件。

最后一步，将我们生成的两个pem文件和成为一个：

$ cat PushCert.pem PushKey.pem > ck.pem

(2)测试证书是否可用

在终端执行下面的命令：

$ telnet gateway.sandbox.push.apple.com 2195

等一小会，如果终端显示下面的情形，则证书正常。

然后执行如下命令：

openssl s_client -connect gateway.sandbox.push.apple.com:2195 -cert PushChatCert.pem -key PushKey.pem

输入密码后回车显示如下的结果则连接成功：

四、远程推送的相关代码书写

在我们项目的AppDelegate中添加如下代码：

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
           double version = [[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue];//判定系统版本。
          if(version>=8.0f){
                   UIUserNotificationSettings *settings = [UIUserNotificationSettings settingsForTypes:                                      (UIRemoteNotificationTypeBadge|UIRemoteNotificationTypeSound|UIRemoteNotificationTypeAlert) categories:nil]; 
                   [[UIApplication sharedApplication] registerUserNotificationSettings:settings];
          }else{
                  UIRemoteNotificationType myTypes = UIRemoteNotificationTypeBadge | UIRemoteNotificationTypeAlert | UIRemoteNotificationTypeSound;
            [[UIApplication sharedApplication] registerForRemoteNotificationTypes:myTypes];//通过registerForRemoteNotificationTypes方法，告诉应用程序，能接受push来的通知
   }
}

在项目的AppDelegate中添加下面的方法来获取deviceToken

- (void)application:(UIApplication *)application didReceiveRemoteNotification:(NSDictionary *)userInfo{ 
        // 处理推送消息
        NSLog(@"userinfo:%@",userInfo);
        NSLog(@"收到推送消息:%@",[[userInfo objectForKey:@"aps"] objectForKey:@"alert"]);
}

- (void)application:(UIApplication *)application didFailToRegisterForRemoteNotificationsWithError:(NSError *) error {
       NSLog(@"Registfail%@",error);
}

-(void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken{
       NSLog(@"%@",deviceToken);//这里的Token就是我们设备要告诉服务端的Token码
}

获取到的deviceToken，我们可以提交给后台应用程序.在获取到Token以后,和相关的证书配合我们就能基本实现远程推送的相关设置.

下面是网上搜的PHP服务端的代码：

<?php
//这里填写设备的Token码
$deviceToken = '74314cc9e8f747e2fa96c2c1585c830cdf994de6b453ce9fa1c09ba396b2f9e9';
//这里是密钥密码
$passphrase = 'abcabc';
//推送的消息
$message = '这是一条推送消息';

$ctx = stream_context_create();
stream_context_set_option($ctx, 'ssl', 'local_cert', 'ck.pem');//ck文件
stream_context_set_option($ctx, 'ssl', 'passphrase', $passphrase);
// Open a connection to the APNS server
$fp = stream_socket_client(
    'ssl://gateway.sandbox.push.apple.com:2195', $err,
    $errstr, 60, STREAM_CLIENT_CONNECT|STREAM_CLIENT_PERSISTENT, $ctx);
if (!$fp)
    exit("Failed to connect: $err $errstr" . PHP_EOL);
echo 'Connected to APNS' . PHP_EOL;
// Create the payload body
$body['aps'] = array(
    'alert' => $message,
    'sound' => 'default'
    );
// Encode the payload as JSON
$payload = json_encode($body);
// Build the binary notification
$msg = chr(0) . pack('n', 32) . pack('H*', $deviceToken) . pack('n', strlen($payload)) . $payload;

// Send it to the server
$result = fwrite($fp, $msg, strlen($msg));
if (!$result)
    echo 'Message not delivered' . PHP_EOL;
else
    echo 'Message successfully delivered' . PHP_EOL;

// Close the connection to the server
fclose($fp);    
?>

把上面的PHP文件和我们的ck文件放在同一目录下。在终端的当前目录下，执行如下命令：

$php push.php

如果我们的设备网络正常，就可收到推送的消息了：

五、远程推送的相关注意点

-----------------------------------------▲客户端处理------------------------------------------
建议每次程序启动的时候都调用registerForRemoteNotificationTypes来重新获取设备相关的token，而不要缓存token.
这是因为，如果用户重装了iOS或者用户换了设备并且恢复程序备份到一个新的设备，都将导致这个token值不一样。
当iOS收到远程消息时，
如果应用程序isn't running in the foreground,iOS会处理这个消息，比如弹出一个框、在应用程序的icon上显示红色数字。
然后如果用户通过点击弹框进入程序，iOS会启动程序并调用application:didFinishLaunchingWithOptions并且拿远程消息的payload进行传参.
如果用户直接点击app icon进入程序，iOS会启动程序并同样调用application:didFinishLaunchingWithOptions，但是传参将不会有远程消息的任何信息。
如果应用程序is running in the foreground，就会调用application:didReceiveRemoteNotification.
----------------------------------------------▲APNs----------------------------------------------
IOS设备会持久连接APNs以接受远程消息。
provider发送消息到APNs，然后APNs再发送到目标IOS设备。(这个传输是单向的。)
这个消息的内容含两部分：设备token和payload.
反馈服务--
    有时候APNs发送消息到某设备(token)某程序(bundle identifier)但是该设备并没有这个程序，多次这种情况之后，APNs会通知provider，通过其连接的一个反馈服务(a feedback service)。
    反馈服务为每一个程序维护了一个失效设备列表，provider应该获取这个列表从而停止向APNs发送以这些设备为目的地的某程序的远程消息。
APNs的安全架构--
provider需要一个有效证书才能和APNs连接(这个证书有目标程序的Bundle identifier信息)。
与APNs连接后，provider向APNs发送的消息带有设备token（由目标程序连接provider然后发来token），APNs以此找到目标设备，然后看目标设备里的目标程序有接受推送的证书，APNs以此验证给目标设备的目标程序发送的消息是合法的。

注意：远程消息是不可靠的。
----------------------------------------▲Provider-------------------------------------------
Payload--
最多256bytes。
本地化alert：

eg："alert" : {"loc-key":"GAME_PLAY_REQUEST_FORMAT","loc-args":["Jenna","Frank"]},

程序包里面的本地化字符串如下：

"GAME_PLAY_REQUEST_FORMAT" = "%@ and %@ have invited you to play Monopoly";

这样，最后显示alert的字符串就是:

"Jenna and Frank have invited you to play Monopoly"

一个JSON Payload的完整例子（为了性能，建议去掉空白字符）

{
"aps" : 
{
"alert" : "Message received from Bob",
"badge" : 5,
"sound" : "bingbong.aiff"
},
"myCustomData" : ["bang", "bang、bang、bang"],
"myCustomData2": 42
}

----------------------------------------▲部署-------------------------------------------

要部署provider端client/server程序，需要来自苹果的SSL证书。下称provider证书。

provider证书对应于特定的iOS Application(Bundle identifier)。

同时，provider证书分为开发测试和产品两种版本,对应于两种APNs环境：

Sandbox(Development) ：可用模拟器测试。地址是gateway.sandbox.push.apple.com: TCP 2195

Production(Distribution)：gateway.push.apple.com: TCP 2195

同 时，provision profile也对应了两个版本：Development和Distribution.(The Distribution provision profile is a requirement for submitting your application to the App Store.)

可以在xcode里看iOS application所处何环境：看编译选项里的code-signing identity,如果是"iPhone Developer:Firstname Lastname"证书与provisioning profile匹配成对，说明是sandbox环境。如果是"iPhone Distribution:Companyname"证书与provision profile匹配成对，说明是production环境。根据release和debug分别配置code-signing identity选项的证书将会是一个好主意。

注意：尽管SSL证书（即provider证书）没有放到iOS application的providion profile里，但是ios application是否支持远程消息推送依然取决于profile，因为profile内含开发者证书、设备ID、application ID（Bundle identifier）、"是否支持推送"（在苹果开发者网站上配置证书的时候配置的）等信息。（The provisioning profile is a collection of assets that associates developers of an application and their devices with an authorized development team and enables those devices to be used for testing.The profile contains certificates,device identifiers,the application's bundle ID,and all entitlement,including <aps-environment>.）

以文本方式打 开*.mobileprovision，会看到里面类似xml格式，其中<key>Entitlements</key>里包含 了<key>aps-environment</key>，说明支持远程消息推送,<key>aps- environment</key>下面的<string>说明是调试版本还是发布版本(对应于Sandbox环境和 Production环境)。

●安装证书到服务端

你应该安装SSL证书和私匙到你的provider程序运行的服务器上。

步骤如下：

0.安装该证书到mac电脑的钥匙串。

1.打开钥匙串，在左侧面板上点击我的证书栏。

2.找到这个SSL证书，展开会看到证书和私匙。

3.我们选中证书和私匙，然后导出为"个人信息交换文件"--即扩展名为p12的文件。

4.provider服务器程序最好用Ruby和Perl这类语言，可以方便的处理"个人信息交换文件"里的证书。mac下打开终端输入以下命令以把证书转换为这类语言乐于交流的格式：

openssl pkcs12 -in CertificateName.p12 -out CertificateName.pem -nodes

5.把这pem文件拷到服务器上并安装到某个适当的位置。

----------------------------------------▲Provider与APNs连接----------------------------------------

●连接APNs之前provider需要具备什么

APNs提供的连接接口是二进制的、streaming TCP socket、异步 的。

Production环境是通过gateway.push.apple.com:2195,Development环境是gateway.sandbox.push.apple.com:2195。

Provider可以建立多个与APNs的连接。每个都得用TLS(or SSL)来建立安全通道，需要用到SSL证书（就是上面提到的provider连接APNs要用到的SSL证书）。

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Note  要建立与APNs的TLS会话，需要在provider服务器上安装Entrust Secure CA根证书。Moa OS X是默认已安装的，其他系统的话，可以没有安装，可以从Entrust SSL Certificates的网站http://www.entrust.net/下载安装根证书。

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●发送消息的二进制接口和消息的数据包格式

消息须是网络字节顺序(即大尾顺序),消息里面的payload部分不可以超过256字节，且不得以'\0'结尾。

消息格式见"The Binary Interface and Notification Formats"章节。

●The Feedback Service

feedback service包含了这样的列表：某iOS应用程序对应的"设备"("设备"用二进制格式的设备token来标识)。--这些设备是由于各种原因而不能接收APNs发来的消息。

Provider应该定期查询这个列表，并且作出对应处理，如:停止向这些的设备发送消息。

provider访问feedback server通过一个与发送消息类似的二进制接口。

Production环境通过feedback.push.apple.com:2196来建立连接，Development通过feedback.sandbox.push.apple.com:2196。

feedback service和发送消息是不同的服务接口(但都属于APNs)，他的连接方式和发送消息是一样的。也要通过证书建立SSL连接，连接后你不需要发送任何命令，直接开始读取流一直读完为止，然后provider要解析读到的数据。

数据是由多个这样的格式组成的：

| 四字节时间 | 2字节的token 长度 | 32字节的设备token |

关 于"四字节时间"：Provider需要判断对应设备的这个iOS应用程序有没有在该时间之后重新像provider发送注册推送消息所获得的设备 token。如果没有，就认为该设备失效了，需停止向该设备发送消息。如果有，那就是这个设备失效过，但是现在又有效了，只是feedback service还没来得及刷新列表。