iOS开发系列--App扩展开发.doc

iOS开发系列--App扩展开发
概述
从iOS 8 开始Apple引入了扩展（Extension）用于增强系统应用服务和应用之间的交互。它的出现让自定义键盘、系统分享集成等这些依靠系统服务的开发变成了可能。WWDC 2016上众多更新也都是围绕扩展这一主题来进行了的，例如开发的Siri、iMessage Apps其实都是依靠扩展来工作的。在最新的Xcode 8 beta中也增加了众多的Extension 模板帮助开发者更快的实现不同类型的扩展。因此今天有必要介绍一下扩展相关的开发内容。
扩展的生命周期
iOS对于扩展的支持已经由最初的6类到了如今iOS10的19类（相信随着iOS的发展扩展的覆盖面也会越来越广），当然不同类型的扩展其用途和用法均不尽相同，但是其工作原理和开发方式是类似的。下面列出扩展的几个共同点：
* 扩展依附于应用而不能单独发布和部署；
* 扩展和包含扩展的应用（containing app）生命周期是独立的，分别运行在两个不同的进程中；
* 扩展的运行依赖于宿主应用（或者叫载体应用 host app，而不是containing app）其生命周期由宿主应用确定；
* 对开发者而言扩展作为一个单独的target而存在；
* 扩展通常展现在系统UI或者其他应用中，运行应该尽可能的迅速而功能单一；
官方对于应用扩展的生命周期描述如下图：
通常用户选择了一个扩展的操作时宿主会向扩展发出一个请求来启动此扩展，扩展的生命周期也由此开始（例如用户在分享菜单中选择了你的分享扩展），由于扩展本身由控制器组成，因此此时就会调用类似于viewDidLoad之类的方法进行界面布局和逻辑处理，执行完相应任务之后应该尽快将控制权交给宿主应用，扩展生命周期结束。
尽管扩展和容器应用的生命周期之间没有直接关系，但是扩展本身就是作为容器应用的扩展而存在的，因此扩展和容器应用之间的交互又是不可避免的。通常扩展会通过自定义Scheme的形式来调用容器应用，而容器应用完成响应操作之后通过数据共享将数据共享给扩展来使用。
Today扩展演示
前面说过目前iOS支持19类扩展入口，现在就以Today扩展（也叫做Widget）为例进行说明，在开始之前先对Today扩展有一个简单的认识，下图是微博、墨迹天气、网易云音乐的的Today扩展截图，微博扩展可以用来发送微博、查看更新，墨迹天气则用来展示今日和明日的天气，网易云音乐则是推荐一些相关的歌单、专辑。
我们今天的例子将利用Today扩展实现一个简单的“to do list”查看功能，在容器应用ToDoList中可以增加和删除待办事项，而Today插件则展示最新的几条待办事项，如果没有待办事项则展示添加按钮，点击添加或列表则导航到ToDoList应用。应用的主界面和Today扩展最终截图如下：
在开发之前首先思考一下要实现一个这样的ToDoList扩展需要注意哪些问题：
1. 首先ToDoList容器应用需要思考如何存储数据，因为容器应用完成之后要在Today中展现，前面说过扩展和容器应用没有任何关系，二者处于两个不同的沙盒之中，要实现数据资源共享则必须在开发之前思考如何存储数据的问题？
2. 由于ToDoList容器应用和其扩展ToDoListTodayExtension均要访问读取数据那么两者就存在重复读取数据的操作，也就是两者可能会存在较多的重复代码，如何复用这些代码？
3. 点击扩展列表或添加按钮要回到容器应用，由于扩展中禁用了UIApplication的openURL该如何实现跳转（事实上扩展中很多类型和方法被标记为NS_EXTENSION_UNAVAILABLE，其实思考一下也是合理的，扩展中的UIApplication是宿主应用并非容器应用，如果开发人员直接操作Today的宿主应用岂不危险？）？
这几个问题在下面的演示中将逐一解答，首先要简单实现一个ToDoList应用，这里就不得不考虑第一个问题，怎么样存储数据才能保证后面的扩展开发能够正常访问这些数据。事实上iOS 8 新增了App Groups功能用于实现应用之间的数据共享问题（当然这个功能在OS X现在应该叫做macOS，早就出现了），在Xcode中开启并设置App Groups，Xcode - Capabilities中找到App Groups打开并添加一个名为“”组（注意组名称必须以group开头，这一步操作相当于在iOS的开发证书中启用App Groups服务并注册分组，同时在Xcode - Build Settings - Code Signing E