iOS开发基础23-核心概念：Info.plist、UIApplication、UIWindow 与启动流程

iOS 核心概念：Info.plist、UIApplication、UIWindow 与启动流程

本文系统梳理 iOS 开发中四个基础核心概念：Info.plist 配置、UIApplication 单例、UIApplicationDelegate 生命周期、UIWindow 层级，以及完整的 App 启动流程，并补充 iOS 13+ Scene 架构的现代变化。

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一、Info.plist 常见设置

1. 什么是 Info.plist

每个 iOS 项目都有一个名为 "{工程名}-Info.plist" 的配置文件（Information Property List），用于运行时配置应用的基本信息，如 Bundle ID、版本号、图标、权限声明等。该文件是 App 签名和系统识别的重要依据，不能删除。

• 旧版 Xcode 中文件名为 Info.plist。
• InfoPlist.strings 用于 Info.plist 的本地化（如应用名称的多语言）。
• 自定义 plist 文件应避免命名为 Info.plist，以免与主配置混淆。

2. 常见配置键

配置项	Key	说明
Bundle ID	CFBundleIdentifier	应用唯一标识，上架和推送必需
版本号（用户可见）	CFBundleShortVersionString	如 1.2.0，App Store 显示
构建号	CFBundleVersion	如 15，每次提交递增
应用显示名	CFBundleDisplayName	桌面图标下方名称，建议 ≤ 12 字符
主 Storyboard	NSMainStoryboardFile	主界面 storyboard 文件名
启动图 Storyboard	UILaunchStoryboardName	启动屏 storyboard（iOS 8+ 推荐）
本地化区域	CFBundleDevelopmentRegion	默认语言区域，如 zh_CN
支持方向	UISupportedInterfaceOrientations	支持的屏幕方向
网络安全	NSAppTransportSecurity	HTTP 白名单配置（ATS）
状态栏管理方式	UIViewControllerBasedStatusBarAppearance	YES 由 VC 管理，NO 由 UIApplication 管理
URL Scheme 白名单	LSApplicationQueriesSchemes	iOS 9+ 跳转其他 App 前需声明
后台模式	UIBackgroundModes	音频、定位、蓝牙等后台运行权限

CFBundleIconFile 是旧版图标设置方式，现代 iOS 使用 Asset Catalog（Assets.xcassets 中的 AppIcon）配合 CFBundleIcons 键，不推荐再使用 CFBundleIconFile。

3. PCH 文件

PCH（Precompiled Header）是预编译头文件，在编译时自动引入到每个 .m 文件中，用于存放公用宏和头文件。

#ifdef __OBJC__
#import <UIKit/UIKit.h>
#import <Foundation/Foundation.h>

// Debug 下输出 Log，Release 下不输出
#ifdef DEBUG
#define XMGLog(...) NSLog(__VA_ARGS__)
#else
#define XMGLog(...)
#endif

// iOS 版本判断（推荐用 @available 或 NSFoundationVersionNumber，浮点数比较有精度风险）
#define iOS8Later ([[UIDevice currentDevice].systemVersion doubleValue] >= 8.0)
#endif

现代使用说明：

• Xcode 6 及之后默认不再自动创建 PCH 文件，需手动添加 .pch 文件并在 Build Settings → Prefix Header 中指定路径。
• PCH 会被每个源文件引入，内容过多会增加编译时间，现代开发推荐使用 @import 模块导入或在具体文件中导入所需头文件，仅将真正全局通用的宏放入 PCH。
• iOS 版本判断推荐使用 @available(iOS 8.0, *)（编译期检查）或 NSFoundationVersionNumber，避免浮点数比较的精度问题。

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二、UIApplication

1. 什么是 UIApplication

UIApplication 是应用程序的核心单例对象，每个 App 有且仅有一个实例，通过 [UIApplication sharedApplication] 获取。它负责应用级别的操作，如打开 URL、管理状态栏、处理远程通知、协调应用生命周期事件等。

2. 常用属性和方法

应用图标角标

// 设置角标数字（iOS 16+ 需先请求通知权限）
[UIApplication sharedApplication].applicationIconBadgeNumber = 10;

网络活动指示器

// 显示状态栏网络活动小菊花
[UIApplication sharedApplication].networkActivityIndicatorVisible = YES;

networkActivityIndicatorVisible 在 iOS 13 后已废弃，刘海屏设备不再显示该指示器。

状态栏管理

iOS 7 起状态栏有两种管理方式：

方式一：由 UIViewController 管理（默认，推荐）

- (UIStatusBarStyle)preferredStatusBarStyle {
    return UIStatusBarStyleLightContent; // 白色文字
}

- (BOOL)prefersStatusBarHidden {
    return NO;
}

方式二：由 UIApplication 管理

需在 Info.plist 中设置 UIViewControllerBasedStatusBarAppearance = NO：

[UIApplication sharedApplication].statusBarStyle = UIStatusBarStyleLightContent;
[UIApplication sharedApplication].statusBarHidden = NO;

iOS 13+ 中 UIApplication 的 statusBarStyle 和 statusBarHidden 已废弃，推荐使用 UIStatusBarManager（通过 UIWindowScene 获取）或继续使用 ViewController 方式。

打开 URL（打电话、发短信、网页等）

UIApplication *app = [UIApplication sharedApplication];

// 打电话（标准格式为 tel:，不是 tel://）
[app openURL:[NSURL URLWithString:@"tel:10086"]];

// 发短信
[app openURL:[NSURL URLWithString:@"sms:10086"]];

// 发邮件
[app openURL:[NSURL URLWithString:@"mailto:12345@qq.com"]];

// 打开网页
[app openURL:[NSURL URLWithString:@"https://www.baidu.com"]];

iOS 10+：openURL: 已废弃，推荐使用带完成回调的新 API：

[[UIApplication sharedApplication] openURL:url options:@{} completionHandler:^(BOOL success) {
    NSLog(@"打开成功: %d", success);
}];

iOS 9+：通过 canOpenURL: 检测能否打开某个 App 前，需在 Info.plist 的 LSApplicationQueriesSchemes 数组中声明目标 URL Scheme，否则返回 NO。

3. 单例模式

UIApplication 是标准单例，整个 App 生命周期内只有一个实例。以下是常见的单例实现方式：

// 推荐写法：dispatch_once 保证线程安全且只执行一次
+ (instancetype)sharedManager {
    static Manager *instance = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        instance = [[self alloc] init];
    });
    return instance;
}

实际开发中通常不禁止 alloc（允许创建其他实例用于测试等场景），只提供 sharedInstance 作为默认共享实例。如果需要严格单例（禁止外部创建），可重写 allocWithZone: 并抛出异常，但这种做法在现代开发中较少使用。

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三、UIApplicationDelegate

1. 作用

UIApplicationDelegate 协议定义了应用生命周期和系统事件的回调方法。UIApplication 单例在发生应用状态变化（启动、进入后台、内存警告等）时，通知 delegate 对象处理。

2. 核心生命周期方法

#pragma mark - 应用启动

// 应用启动完成，最常用的初始化入口
- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    return YES;
}

#pragma mark - 应用状态切换

// 应用即将从活跃状态变为非活跃（来电、下拉通知中心等）
- (void)applicationWillResignActive:(UIApplication *)application {}

// 应用进入后台（按 Home 键）
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {}

// 应用即将从后台进入前台
- (void)applicationWillEnterForeground:(UIApplication *)application {}

// 应用已进入活跃状态（可交互）
- (void)applicationDidBecomeActive:(UIApplication *)application {}

// 应用即将终止（非总是调用，如系统直接 kill 时不调用）
- (void)applicationWillTerminate:(UIApplication *)application {}

#pragma mark - 系统事件

// 收到内存警告，应释放可重建的资源
- (void)applicationDidReceiveMemoryWarning:(UIApplication *)application {}

// 远程通知注册成功，获取 deviceToken
- (void)application:(UIApplication *)application didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken:(NSData *)deviceToken {}

// 打开 URL（如从其他 App 跳转回来）
- (BOOL)application:(UIApplication *)application openURL:(NSURL *)url options:(NSDictionary<UIApplicationOpenURLOptionsKey,id> *)options {
    return YES;
}

3. AppDelegate 类

每个项目默认生成的 AppDelegate 类就是 UIApplication 的 delegate，遵守 UIApplicationDelegate 协议：

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface AppDelegate : UIResponder <UIApplicationDelegate>
@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;
@end

@implementation AppDelegate

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions {
    // 初始化窗口和根视图控制器
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    self.window.rootViewController = [[ViewController alloc] init];
    [self.window makeKeyAndVisible];
    return YES;
}

@end

4. iOS 13+ SceneDelegate 架构变化

iOS 13 引入 UIScene（场景）概念，支持多窗口和多场景。App 的 UI 生命周期管理从 AppDelegate 拆分到 SceneDelegate：

职责	iOS 12 及之前	iOS 13+
App 生命周期	AppDelegate	AppDelegate（仍负责 App 级别）
UI 生命周期 / UIWindow	AppDelegate	SceneDelegate
窗口创建	application:didFinishLaunchingWithOptions:	scene:willConnectToSession:options:
前后台切换	AppDelegate 方法	SceneDelegate 方法（sceneDidBecomeActive: 等）

// SceneDelegate.h
#import <UIKit/UIKit.h>
@interface SceneDelegate : UIResponder <UIWindowSceneDelegate>
@property (strong, nonatomic) UIWindow *window;
@end

// SceneDelegate.m
@implementation SceneDelegate

- (void)scene:(UIScene *)scene willConnectToSession:(UISceneSession *)session options:(UISceneConnectionOptions *)connectionOptions {
    // 创建窗口（必须用 windowScene 初始化）
    UIWindowScene *windowScene = (UIWindowScene *)scene;
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithWindowScene:windowScene];
    self.window.rootViewController = [[ViewController alloc] init];
    [self.window makeKeyAndVisible];
}

- (void)sceneDidDisconnect:(UIScene *)scene {}
- (void)sceneDidBecomeActive:(UIScene *)scene {}
- (void)sceneWillResignActive:(UIScene *)scene {}
- (void)sceneWillEnterForeground:(UIScene *)scene {}
- (void)sceneDidEnterBackground:(UIScene *)scene {}

@end

Info.plist 中需配置 UIApplicationSceneManifest 声明 SceneDelegate，否则仍使用旧的 AppDelegate 窗口管理方式。

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四、UIWindow

1. 什么是 UIWindow

UIWindow 是 UIView 的子类，是 App 内容的顶层容器。一个 App 通常至少有一个 UIWindow，所有可见的视图都最终挂载在 window 上。iOS 13+ 多场景下，每个 UIWindowScene 对应一个或多个 window。

2. 添加内容到 UIWindow

方式一：设置 rootViewController（推荐）

window.rootViewController = yourViewController;
// rootViewController 的 view 会自动添加到 window，并由 VC 管理生命周期

方式二：直接 addSubview（不推荐）

[window addSubview:yourView];
// 直接添加 view 不会管理对应的 UIViewController 生命周期，不推荐用于主界面

3. 常用方法

// 成为 keyWindow（主窗口，接收键盘和非触摸事件）
[window makeKeyWindow];

// 成为 keyWindow 并显示（等价于 makeKeyWindow + hidden = NO）
[window makeKeyAndVisible];

iOS 15+ 中 makeKeyAndVisible 被标记为不推荐但仍可用，推荐先设置 windowScene 再调用 makeKeyWindow。

4. 获取 UIWindow

// 获取所有 window（iOS 15+ 中 windows 属性被标记为不推荐）
NSArray *windows = [UIApplication sharedApplication].windows;

// 获取 keyWindow（iOS 13+ 中 keyWindow 属性已废弃）
UIWindow *keyWindow = [UIApplication sharedApplication].keyWindow;

// 获取某个 view 所在的 window
UIWindow *viewWindow = yourView.window;

iOS 13+ 推荐获取 keyWindow 的方式：

UIWindow *keyWindow = nil;
for (UIWindowScene *scene in [UIApplication sharedApplication].connectedScenes) {
    if (scene.activationState == UISceneActivationStateForegroundActive) {
        for (UIWindow *window in scene.windows) {
            if (window.isKeyWindow) {
                keyWindow = window;
                break;
            }
        }
        if (keyWindow) break;
    }
}

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五、iOS 程序启动过程

1. main 函数与 UIApplicationMain

程序入口是 main.m 中的 main 函数，调用 UIApplicationMain：

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

UIApplicationMain 函数签名：

int UIApplicationMain(int argc, char *argv[], NSString *principalClassName, NSString *delegateClassName);

参数	说明
argc / argv	命令行参数，透传即可
principalClassName	UIApplication 类名（或子类），nil 默认为 UIApplication
delegateClassName	AppDelegate 类名，必须遵守 UIApplicationDelegate

2. 完整启动流程

1. main() 函数执行
       ↓
2. 调用 UIApplicationMain()
       ↓
3. 创建 UIApplication 单例对象
       ↓
4. 创建并设置 UIApplication 的 delegate（AppDelegate）
       ↓
5. 启动主 RunLoop，开始事件循环
       ↓
6. 调用 delegate 的 application:didFinishLaunchingWithOptions:
       ↓
7. 创建 UIWindow（iOS 13+ 在 SceneDelegate 的 scene:willConnectToSession: 中创建）
       ↓
8. 设置 window.rootViewController
       ↓
9. [window makeKeyAndVisible]，界面可见
       ↓
10. 调用 applicationDidBecomeActive:（或 sceneDidBecomeActive:），App 进入活跃状态

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六、四大对象关系

对象	角色	关键职责
UIApplication	应用单例	应用级别操作、协调生命周期、打开 URL、管理状态栏
UIApplicationDelegate	应用代理	处理 App 生命周期事件、系统事件、远程通知、URL 打开
UIWindow	顶层视图容器	承载所有可见视图、管理 keyWindow、分发触摸事件
UIViewController	视图控制器	管理 view 层级、处理用户交互、控制视图生命周期

关系描述：

• UIApplication 单例持有 delegate（AppDelegate），在应用状态变化时通知 delegate。
• App 启动时创建 UIWindow，设置 rootViewController，将 VC 的 view 添加到 window 上。
• UIWindow 继承自 UIView，是视图层级的根，负责将触摸事件分发给子视图和视图控制器。
• iOS 13+ 中，UIWindow 归属于 UIWindowScene，SceneDelegate 管理场景级别的 UI 生命周期。

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七、Swift 版本对照

AppDelegate（iOS 13+）

@main
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {

    func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
        return true
    }

    func applicationDidReceiveMemoryWarning(_ application: UIApplication) {
        // 释放可重建资源
    }
}

SceneDelegate（iOS 13+）

class SceneDelegate: UIResponder, UIWindowSceneDelegate {

    var window: UIWindow?

    func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions) {
        guard let windowScene = scene as? UIWindowScene else { return }
        let window = UIWindow(windowScene: windowScene)
        window.rootViewController = ViewController()
        window.makeKeyAndVisible()
        self.window = window
    }

    func sceneDidBecomeActive(_ scene: UIScene) {}
    func sceneWillResignActive(_ scene: UIScene) {}
    func sceneWillEnterForeground(_ scene: UIScene) {}
    func sceneDidEnterBackground(_ scene: UIScene) {}
}

UIApplication 常用操作

// 角标
UIApplication.shared.applicationIconBadgeNumber = 10

// 打开 URL
if let url = URL(string: "tel:10086") {
    UIApplication.shared.open(url, options: [:]) { success in
        print("打开: \(success)")
    }
}

// iOS 13+ 获取 keyWindow
let keyWindow = UIApplication.shared.connectedScenes
    .compactMap { $0 as? UIWindowScene }
    .flatMap { $0.windows }
    .first { $0.isKeyWindow }

单例

final class Manager {
    static let shared = Manager() // 线程安全，懒加载
    private init() {} // 禁止外部创建
}

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八、总结

• Info.plist 是 App 的运行时配置核心，包含 Bundle ID、版本号、权限声明等，不能删除。常用键需熟悉，尤其是 CFBundleIdentifier、CFBundleShortVersionString、CFBundleVersion。
• UIApplication 是应用单例，负责应用级别操作。openURL: 在 iOS 10 后被 openURL:options:completionHandler: 替代；状态栏和网络指示器在 iOS 13+ 有废弃变化。
• UIApplicationDelegate 处理应用生命周期事件。iOS 13+ 引入 SceneDelegate，UI 窗口管理从 AppDelegate 拆分到 SceneDelegate。
• UIWindow 是顶层视图容器，推荐通过 rootViewController 设置内容。iOS 13+ window 归属于 UIWindowScene，keyWindow 和 windows 属性在新版本中有废弃。
• 启动流程：main → UIApplicationMain → 创建 UIApplication → 设置 delegate → 启动 RunLoop → didFinishLaunching → 创建 UIWindow → 设置 rootViewController → makeKeyAndVisible。
• PCH 文件现代开发中需谨慎使用，避免增加编译时间，推荐模块导入。

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