[iOS] Application life cycle
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들어가며
Application의 생명주기는 간단히 말해서 Application이 실행되고 종료 될 때까지의 흐름이라고 할 수 있다. 먼저 앱이 실행되었을 때 일어나는 일들은 다음과 같다.
main함수 실행됨main함수는UIApplicationMain함수를 호출UIApplicationMain함수는 앱의 본체에 해당하는 객체인UIApplication객체 생성- nib 파일을 사용하는 경우나, Info.plist 파일을 읽어들여 파일에 기록된 정보를 참고하여 그 외 필요한 데이터 load
- AppDelegate 객체를 만들고 App 객체와 연결하고 run loop를 만드는 등 실행에 필요한 준비를 한다
- 실행 완료를 앞두고 App 객체가 AppDelegate에게
application:didFinishLaunchingWithOptions:메시지를 보낸다
이때 개발자인 우리가 사실상 관여하는 부분은 4번부터라고 할 수 있고, 앱 실행과 동시에 동작해야하는 함수들은 보통 6번의 application application:didFinishLaunchingWithOptions: 에 작성을 하여 동작시킨다.
Application Life cycle을 알아보기 전에 App 구조와 main run loop에 대해서 먼저 알아보자.
Structure of App
iOS는 기본적으로 MVC(Model-View-Controller) 구조를 사용하는데, 이 디자인 패턴은 app의 data와 비지니스 로직을 UI요소로부터 분리시키는 역할을 한다. 그리고 앱이 시작되면서 UIApplicationMain 함수는 몇 가지 중요한 객체를 생성하고 앱을 실행시키는데, 이때 UIApplication 은 모든 iOS의 중심에서 시스템과 앱의 여러 객체들간의 상호작용을 가능하게 해준다.
Main Run Loop
Main run loop는 이벤트들을 받은 순서대로 처리한다.
UIApplication 객체는 앱이 실행될 때, Main run loop를 실행하고 해당 run loop로 이벤트를 처리하게 된다. 사용자가 디바이스에서 특정 액션을 취하면, 그 액션에 해당하는 이벤트가 시스템에 의해 생성되어 UIKit에서 생성한 port를 통해 앱에 전달된다. 그리고 전달된 이벤트들은 queue에 하나씩 보관되었다가 main run loop로 전달되어서 처리가 된다.
(해당 과정은 당연히 mainThread에서 동작)
Application Lauch Sequence
step1
단계 1에서는 먼저 사용자가 실행할 앱 아이콘을 터치하여 실행시킨다.
이후 AppDelegate에서 @main 어노테이션을 찾아서 해당 클래스를 실행하게 된다.
이후 main함수의 실행 과정은 위의 4가지 단계이다. 해당 과정들을 @main 이 한 번에 처리해주고 있는 것이다.
Main Function
Objective-C는 C 언어 기반 프로그램으로서 시작점이 main 함수이지만, Swift는 C언어 기반이 아니기 때문에 main 파일이나, 시작포인트가 존재하지 않는다. 그러나 시작 진입점이 없으면 안되기 때문에 Swift는 어노테이션(@) 표기를 사용해서 이를 대체한다.
import UIKit
@main
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
//..
}
보다시피 AppDelegate안에 @main 이라는 어노테이션이 존재한다. (iOS 12이전에서는 @UIApplication )
iOS 앱에서는 UIKit framework가 main 함수를 관리하여 앱 개발자들이 직접 main함수를 작성하지 않는다는 것이다. 그렇다고 개발자들이 아예 앱의 실행에 관여하지 못하는 것은 아니다. UIKit은 main함수를 다루는 과정에서 UIApplication 객체가 생성되는데, 이 객체를 통해서 앱의 실행에 부분적으로 관여할 수 있다.
main 함수 내부에서는 UIApplicationMain() 함수를 실행하게 된다.
UIApplicationMain Function
UIApplicationMain 함수는 코코아 터치 프레임워크에서 앱의 라이프 사이클을 시작하는 함수이다. UIApplication 객체의 인스턴스를 만들고, 해당 객체의 앱으로서 기능하기 위한 기반을 마련하는데 이 과정을 앱 로딩 프로세스라고 한다.
Objective-c에서는 main.m 파일이 기본적으로 생성되어 있다
#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
int main(int argc, char * argv[])
{
@autoreleasepool {
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
}
}
그러나 Swift에서는 Appdelegate의 @main 어노테이션을 지우고 직접 main.swift를 만들어 main을 다룰 수 있다.
// Swift에서 UIApplicationMain
UIKIT_EXTERN int UIApplicationMain(int argc,
char * _Nullable argv[_Nonnull],
NSString * _Nullable principalClassName,
NSString * _Nullable delegateClassName);
UIApplicationMain을 호출하면 아래와 같이 4개의 매개변수를 넘겨줘야한다.
argc- argv의 개수 (실행 명령어의 개수)
argv- argument의 변수 목록
principalClassName- UIApplication 클래스를 서브클래싱 한 경우 해당 클래스 이름을 전달하면된다
- nil을 전달하면 이 값은 UIApplication으로 고정된다
delegateClassName- App delegate 클래스 이름을 전달하면된다
- 만약 nib 파일 내 app delegate 객체가 정의되어있다면 nil을 전달해야한다
즉, main 함수안에서 실행되는 UIApplicationMain 함수는 앱에 중요한 객체인 UIApplication을 생성하고, 스토리보드에서 UI를 로딩하고 앱의 초기 셋팅값(info.plist)를 불러오고 앱을 run loop에 올려놓으며 함수를 진행시킨다.
step2
이때는 그림에서 오른쪽 상자에 Your Code라고 나와있는 부분을 보면 된다. 이러한 메서드 내부에서 커스텀 코드를 작성하여 앱이 launch process를 시작하고 끝내는 동안 이벤트를 설정할 수 있다.
application:willFinishLaunchingWithOptions
- App 최초 실행될 때 호출되는 메서드
- AppDelegate에게 현재 launch process가 시작되었다고 알려준다
- 그러나 아직 state restoration은 진행되지 않은 상태이다
app state restoration
- App 실행 시 UIKit은 앱을 이전 상태로 복원을 시도한다
- 이때 UIKit은 App에서 유저 인터페이스를 보존한 뷰 컨트롤러 객체를 생성 또는 locate하도록 App에 요청한다
- 이후 아래와 같은 로직을 수행하고
application:didFinishLaunchingWithOptions를 호출한다 - 자세한 내용은 이 글을 참고하면 된다.
application:didFinishLaunchingWithOptions
- AppDelegate에게 현재 launch process가 거의 끝났고 앱이 거의 시작하기 전이라고 알려준다
- state restoration 직후에 호출되지만, 아직 App의 window나 UI는 표시되기 전이다
step3
이제 app launch가 끝나고 실제로 running에 들어왔다.
앱이 실행되고 사용자에게 화면이 보여진다.
applicationDidBecomeActive:
- App이 active 상태로 전환된 직후에 호출이 된다
Event Loop
- App이 작동하면서 앱을 만들때 개발자가 작성했던 코드들이 실행된다
⚠️ 위의 그림은 iOS 13이전에 즉, Scene의 개념이 등장하기 전에 AppDelegate에 의해서 Application Life cycle이 관리되었을 때의 그림이다.
따라서 iOS 13이후에는 이제 step2 단계(initailization)이 끝나면 위의 그림처럼 system이 scene delegate나 app delegate를 사용해서 UI를 표시하고, app의 UI life cycle을 관리하게 된다. 이후의 내용, 즉 scene delegate와 app delegate에 의한 이후 UI life cycle 관리는 App Delegate && SceneDelegate의 역할를 보면된다.
App Execution State
App은 총 5가지 실행 상태를 가지고 있다. 그리고 상태의 전환은 AppDelegate 객체의 메소드 호출을 통해서 이뤄진다.
AppDelegate 객체는 UIResponder, UIApplicationDelegate를 상속 및 델리게이트 참조하고 있고, UIApplicationDelegate 는 UIApplication 객체의 작업에 개발자가 접근할 수 있도록 하는 메소드를 담고 있다.
NotRunning
- 실행되지 않았거나, 시스템에 의해 종료된 상태
- 앱이 동작중이지 않다
Inactive
- 앱 실행중이지만, 이벤트를 수신할 수 없다
- Not running과 Active 사이의 상태
- 예를 들어, 앱 실행 중 미리 알림 또는 일정 alert이 화면에 덮여서 앱이 실질적으로 이벤트는 받지 못하는 상태 등을 의미
Active
- 앱이 실질적으로 활동하고 있는 상태
- 이벤트를 수신할 수 있다
Background
- 백그라운드 상태에서 실질적인 동작을 하고 있는 상태
- 예를 들어 백그라운드에서 음악을 실행하거나, 걸어온 길을 트래킹, 앱을 사용하다가 홈화면으로 switch 하는 등의 상태를 의미
Suspended
- 백그라운드 상태에서 활동을 멈춘 상태
- 빠른 재실행을 위해 메모리에 적재된 상태지만, 실질적으로 동작하고 있지는 않는 상태
- 메모리가 부족할 때 비로소 시스템이 강제 종료를 하게 된다
💡 Foreground 상태 : inactive , active 상태에 있는 경우
💡 Background 상태 : background 상태에 있는 경우
⚠️ Key point
앱이 background 상태에서 foreground 상태로 전환 될 때 바로 active 상태로 가지 않는 점
background 상태에서도 코드 실행이 가능하다는 것을 명심해야한다.
마치며
Application Life cycle에 대해서 알아볼 수 있었으며, iOS 12이전과 이후의 차이점에 대해서 좀 더 자세하게 살펴볼 수 있었던 것 같다. 이 글에서는 App launch sequence에 대해서 전반적으로 다뤘기 때문에 Application life cycle에 대해서 전체적으로 확인해보려면 App Delegate && SceneDelegate의 역할도 읽는 것이 좋다.
참고
Apple document About the App Launch Sequence
App restoration
App의 state restoration
앱의 생명주기 INSWAG
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