iOS APNS 訊息推播 – Apple Push Notification Service 介紹

约定不等于承诺〃 2022-08-27 06:50 208阅读 0赞

**原文网址：[http://blog.toright.com/posts/2806/ios-apns-%E8%A8%8A%E6%81%AF%E6%8E%A8%E6%92%A5-apple-push-notification-service-%E4%BB%8B%E7%B4%B9][http_blog.toright.com_posts_2806_ios-apns-_E8_A8_8A_E6_81_AF_E6_8E_A8_E6_92_A5-apple-push-notification-service-_E4_BB_8B_E7_B4_B9]**

**APNS 介紹**

APNS 全名為 Apple Push Notification Service，也就是大家常說的 Push Notification 或者是 Server Push 技術，簡單說就是主動由 Server 發送訊息到 Client 的方法，而通常這樣的技術都會實作穿越防火牆的能力。在 iOS 所提供的 APNS 的架構中，包含了以下幾種角色：

*   *  **Device** – 就是你的行動上網裝置 (MID)
     *  **APNS** – Apple 提供連線服務的伺服器 (Gateway)
     *  **Provider** – 需要自行實作的訊息發送者

接收 Notification 的單位稱為 Device，發送 Notification 的單位稱為 Provider。Provider 與 Device 這兩個單位皆需要與 APNS 進行溝通，必須認證連線後才能正確工作。Device 就是我們的行動裝置 (iPhone/iPad)，當有網路的時候 iOS 就動裝置會自動連上 APNS，並且登入自己的裝置，這時 Device 就準備好可以接收訊息了，如下圖：

[![service\_device\_ct][service_device_ct]][service_device_ct_service_device_ct]

而負責發送訊息的 Provider 就需要自行透過憑證建立連線來發送訊息，連線時使用 SSL TLS 機制進行認證與加密，下圖為 Apple 官方提供的驗證架構圖：

[![service\_provider\_ct][service_provider_ct]][service_provider_ct_service_provider_ct]

由於 Provider 在發送 Notification 的時候需要用到 SSL Push Certificate 與 Device Token，因此我們需要在 App 啟動的時候自動讓 Provider 知道行動裝置的 Device Token，這個動作我們稱為 Registration，如下圖步驟(4)。傳送 Device Token 到 Provider 的方法可以自行實作，通常透過簡單的 WebService 就可以完成，這裡就不詳述了。

[![registration\_sequence][registration_sequence]][registration_sequence_registration_sequence]

申請 AppID 之後，我們可以在 Apple Developer 中的 Provisioning Portal 功能中下載 Push Service 需要的連線憑證 SSL Push Certificate，如下圖：

[![apns][]][apns 1]

憑證有兩種形態，分別為 Development 與 Producrion，Development Ceritificate 使用的時機我們稱為 Sandbox，主要用在 App 未上架前的開發測試週期中（或是 Debug 階段），然而一般我們使用 Xcode 佈署 App 到行動裝置中進行 Debug，就是要透過 Development Ceritificate 來發送 Notification。若是 App 上架之後 Provider 就要改用 Production Ceritificate 來發送訊息了。

**Provider APNS SSL Connection**

前面有提到 Provider 在發送訊息時需要對 APNS 進行 SSL 連線，連線完成後便可以向 Service 發送訊息，這封訊息我們稱為 Payload（後面會介紹）。在 APNS 的架構中 Service Gateway 扮演了 Message Queue (訊息佇列) 的角色。我僅需要將要發送的訊息送到 Gateway 後，透過已經連上 Gateway 的行動裝置就可以自動接收訊息。在 APNS 的架構中，定義了兩種訊息格式，分別是 **Simple Notification** 與 **Enhanced Notification**。

Simple Notification 是非常沒有保障的，當 Provider 發送 Notification 的時候，假如 Device 這時並沒有正在跟 APNS 連線，那麼這一封信息就不會被傳送到使用者的裝置上。Enhanced Notification 相對於 Simple Notification 就比較有保障一些，發送時可以定義「存活時間」，如果在有效時間內只要 Device 有連上 APNS，那麼這一封訊息 (Payload) 就會被送出，流程可以參考下圖：

[![token\_trust][token_trust]][token_trust_token_trust]

此外一提，APNS 針對單一個裝置只允許保留一封訊息(被最後一個訊息覆蓋)，所以如果你想要利用 Enhanced Notification 灌爆 APNS 的話還是死了這條心吧。

當 Provider 透過憑證連上 APNS Gateway 之後，只要照著以下的格式傳送資料到 Gateway，APNS 就會幫你發送訊息了，兩種訊息格式定義如下：

**Simple Notification Format**

[![aps\_provider\_binary][aps_provider_binary]][aps_provider_binary_aps_provider_binary]

**Enhanced Notification Format**

[![aps\_binary\_provider\_2][aps_binary_provider_2]][aps_binary_provider_2_aps_binary_provider_2]

如果你想要一次發送訊息給很多裝置，只需要在建立 SSL 連線以後連續傳送上述的資料即可，上面介紹的 Notification Format 最後的 Block 稱為 Payload，接下來我們來看看 Payload 的格式。

**The Notification Payload Block**

當 Provider 要發送訊息時，必須傳送一個特別格式的資料到 APNS，這個資料我們稱為 Payload。Payload 內文使用 JSON 格式進行定義，基本功能為 alert, badge 與 sound，alert 提供文字訊息顯示；badge 提供 App 圖示右上角的顯示數字；sound 則提供收到訊息要播放的聲音（可在 App Bundle 自行定義）。除了這些功能，Payload 還允許我們自己定義要傳送的資料，Payload 範例如下：

JavaScript

\{ "aps": \{ "alert": "Hello World.", "badge": 9, "sound": "default" \}, "custom\_key": "custom\_value" \}

<table style=""> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div style="font-size:14px!important; line-height:15px!important"> 
     <div>
       1 
     </div> 
     <div>
       2 
     </div> 
     <div>
       3 
     </div> 
     <div>
       4 
     </div> 
     <div>
       5 
     </div> 
     <div>
       6 
     </div> 
     <div>
       7 
     </div> 
     <div>
       8 
     </div> 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div style="font-size:14px!important; line-height:15px!important"> 
     <div> 
      <span>{ </span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>"aps"</span> 
      <span>:</span> 
      <span> </span> 
      <span>{ </span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>"alert"</span> 
      <span>:</span> 
      <span> </span> 
      <span>"Hello World."</span> 
      <span>,</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>"badge"</span> 
      <span>:</span> 
      <span> </span> 
      <span>9</span> 
      <span>,</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>"sound"</span> 
      <span>:</span> 
      <span> </span> 
      <span>"default"</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>}</span> 
      <span>,</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</span> 
      <span>"custom_key"</span> 
      <span>:</span> 
      <span> </span> 
      <span>"custom_value"</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span>}</span> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

** **當 Device 的 iOS 收到上面的訊息之後，就會在系統中顯示訊息視窗，並且同時撥放提示音(預設是：等燈登)，然後就可以在桌面 App 的圖示上看見數字 9 的標記了。

**討論**

Windows Phone 有 [ MPNS][MPNS]、Android 有 [ C2DS][C2DS]，我認為行動裝置的作業系統，提供推播機制絕對是必要的功能，否則每一個 App 都實作連線，會大量耗損電源。而且在 iOS 不允許 App 背景執行的限制下，Push Notification 功能更是重要。實作能夠通用於各種作業系統的 Provider 也是不錯的設計，而市面上也已經有許多現成的 Backend Server 實作了跨平台的 Push Service，在開發上也可以省下不少功夫。

**參考資料**

*  [Apple Push Notification Service][]
 *  [Provider Communication with Apple Push Notification Service][]

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[aps_binary_provider_2_aps_binary_provider_2]: http://blog.toright.com/archives/2806/aps_binary_provider_2
[MPNS]: http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windowsphone/develop/ff402558%28v=vs.92%29.aspx
[C2DS]: https://developers.google.com/android/c2dm/?hl=zh-TW
[Apple Push Notification Service]: http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/NetworkingInternet/Conceptual/RemoteNotificationsPG/ApplePushService/ApplePushService.html
[Provider Communication with Apple Push Notification Service]: http://developer.apple.com/library/ios/#DOCUMENTATION/NetworkingInternet/Conceptual/RemoteNotificationsPG/CommunicatingWIthAPS/CommunicatingWIthAPS.html
[Android WebApp _ _1_ _ HTML5 WebView _]: http://blog.toright.com/posts/1994/html5-on-android-%e8%a1%8c%e5%8b%95%e6%87%89%e7%94%a8%e9%96%8b%e7%99%bc%e6%95%99%e5%ad%b8-%e5%88%9d%e6%8e%a2webview
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[SOA _ Web Service]: http://blog.toright.com/posts/414/soa-m3
[Mac Book _ iPod Touch _A apple a day_ keep the money away_]: http://blog.toright.com/posts/308/mac-book-ipod-touch-a-apple-a-day-keep-the-money-away
[Apache AXIS 2 _ SOAP Web Service _ _]: http://blog.toright.com/posts/268/apache-axis-2-soap-web-service-%e5%af%a6%e4%bd%9c%e6%95%99%e5%ad%b8-%e5%8d%b3%e6%99%82%e5%a4%a9%e6%b0%a3%e9%a0%90%e5%a0%b1
[Restlet _ _ Representational State Transfer Web Service]: http://blog.toright.com/posts/30/restlet-%e5%af%a6%e4%bd%9c%e6%95%99%e5%ad%b8-representational-state-transfer-web-service