iOS 13 Scene Delegate and multiple windows

iOS 13的一大改进就是支持multiple windows（多窗口）功能，虽然多窗口仅在iPadOS上获得支持，但这已经是一个很大到的进步，它将会大大提升一些场景的使用体验。本文将结合WWDC 2019相关topic介绍与多窗口相关的内容。

Scene Delegate

为了实现多窗口功能，苹果修改了使用多年的AppDelegate。在Xcode 11中新建工程时，会发现工程文件中包含AppDelegate.swift，SceneDelegate.swift。多出来的SceneDelegate.swift就是本文的基础内容。

回忆一下在iOS 13之前我们是怎么使用AppDelegate的？

在didFinishLaunchingWithOptions启动入口方法中，进行初始化数据库，启动必要的服务，注册通知等基础工作，然后创建UIWindow，执行UIWindow的makeKeyAndVisible方法，即将页面显示在屏幕上。

除了didFinishLaunchingWithOptions启动入口方法，UIApplicationDelegate还提供有一系列的方法以供管理APP的生命周期：

func applicationWillResignActive(_ application: UIApplication) {    //即将变为非活动状态}func applicationDidEnterBackground(_ application: UIApplication) {    //已进入后台}func applicationWillEnterForeground(_ application: UIApplication) {    //即将进入前台}func applicationDidBecomeActive(_ application: UIApplication) {    //已进入前台，成为活跃进程}func applicationWillTerminate(_ application: UIApplication) {    //进程终止}

从iOS 13开始，这几个从iOS 2.0起沿用至今的方法将有所变化：原有的UIApplicationDelegate UI生命周期的几个方法将拆分到UISceneDelegate中：

// 新建窗口时调用func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions)// 通过app switcher关闭该窗口时调用，至此窗口生命结束。func sceneDidDisconnect(_ scene: UIScene)func sceneDidBecomeActive(_ scene: UIScene)func sceneWillResignActive(_ scene: UIScene)func sceneWillEnterForeground(_ scene: UIScene)func sceneDidEnterBackground(_ scene: UIScene)

相应的AppDelegate中新增对scene的支持：

//新建场景，返回场景配置func application(_ application: UIApplication, configurationForConnecting connectingSceneSession: UISceneSession, options: UIScene.ConnectionOptions) -> UISceneConfiguration {    return UISceneConfiguration(name: "Default Configuration", sessionRole: connectingSceneSession.role)}//场景关闭时调用func application(_ application: UIApplication, didDiscardSceneSessions sceneSessions: Set
   
    ) {}

UIApplicationDelegate提供的applicationWillTerminate接口保持不变，即UIApplicationDelegate不再负责UI的生命周期，仅负责APP的生命周期，包括启动和终止。其他四个方法分别替换为UISceneDelegate提供的sceneWillResignActive等，UISceneDelegate额外新增willConnectTo，sceneDidDisconnect接口以控制场景的新建和关闭。

即iOS 13中引入了scene的概念，每一个scene对应一个UIWindow，UIWindow由UISceneDelegate管理。iOS 13之前一个APP也是可以创建多个UIWindow的，但只能有一个keyWindow。引入scene之后，每一个scene都会有一个keyWindow。

Info.plist：Application Scene Manifest

APP支持的场景需要在Info.plist中声明，由Info.plist->Application Scene Manifest->Scene Configuration->Application Session Role节点指定场景List，每一项包含以下节点：

Configuration Name：场景配置的唯一标识；

Delegate Class Name：实现UIWindowSceneDelegate代理类的名称；

Storyboard Name：Storyboard的名称（如果采用的是Storyboard方式实现UI)，可选。

一种类型的场景对应一个Scene Configuration。以iPadOS 13原生APP为例，Safari支持多窗口，但它的每一个窗口都是一样的（一个场景），都是一个web浏览器；而Mail则支持多窗口也有多个窗口类型（邮件列表和写邮件窗口是两个不同的场景）。当然，你完全可以定义两个Configuration Name不同，但页面一样的窗口，从技术层面这样没问题，只是不符合Apple的设计规范。

iOS中适配Scene Delegate

使用Scene Delegate之后，UIApplicationDelegate将不再持有UIWindow，它将转移至UIWindowSceneDelegate代理中。由于iOS目前还不支持多窗口，所以大部分情况下iOS项目仅需要一个场景配置。典型的改造方式如下：

didFinishLaunchingWithOptions

AppDelegate中，didFinishLaunchingWithOptions仅负责处理除UI之外的初始化工作：

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {    // init database，register notification，and so on.    return true}

configurationForConnecting

iOS 13系统将调用configurationForConnecting接口，返回UISceneConfiguration对象，创建scene。

func application(_ application: UIApplication, configurationForConnecting connectingSceneSession: UISceneSession, options: UIScene.ConnectionOptions) -> UISceneConfiguration {    if let activity = options.userActivities.first, activity.activityType == "com.easeapi.scene0" {        return UISceneConfiguration(name: "scene0", sessionRole: connectingSceneSession.role)    }    return UISceneConfiguration(name: "scene1", sessionRole: connectingSceneSession.role)}

UISceneSession是管理scene的实例，一个scene对应一个UISceneSession，UISceneSession包含唯一标识和场景的配置细节。UISceneSession的生命周期由UIKit维护，当scene关闭时UISceneSession销毁。开发者无法直接创建UISceneSession，除了在configurationForConnecting接口由系统传入UISceneSession的实例外，开发者也可以通过UIApplication.shared.requestSceneSessionActivation的方式动态创建新的场景。

UIScene.ConnectionOptions则提供了创建场景时携带的额外信息，以便启动不同的场景配置。

willConnectTo

接着系统将在场景配置list中找到Configuration Name（scene0）指定的Delegate Class Name（Scene0Delegate），控制权交由Scene Delegate，将执行willConnectTo方法，在这个方法中完成创建UIWindow的操作。

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

之后，页面进入前后台的事件全由Scene Delegate接管。在上述示例中，configurationForConnecting方法中有区分是走scene0场景还是scene1场景，options的参数是调用时传递的：当直接打开APP时，options中数据为空；通过UIApplication.shared.requestSceneSessionActivation方式切换场景时，options将包含携带的用户数据。

iOS各个版本的适配

由于Scene Delegate仅在iOS 13获得支持，iOS 13之前的系统还是需要走UIApplicationDelegate相关的方法。两个方案可供适配：

不支持Scene Delegate：直接删除Info.plist的Application Scene Manifest节点，回到使用UIApplicationDelegate的方式；

支持Scene Delegate：通过#available(iOS 13.0, *)等方式区分版本，iOS 13之前系统走原始的UIApplicationDelegate，iOS 13之后走Scene Delegate。

iPadOS 多窗口

自iOS 13开始，苹果推出了iPad专用的iPadOS系统，表明了苹果将iPad打造成生产力工具的野心。期待已久的multiple windows功能终于在iPadOS 13上得以实现。

上面讲到的iOS适配Scene Delegate是非常简单的，就是将UIWindow的创建及UI生命周期管理放置在Scene Delegate中，其它的比如页面栈管理等和之前完全一样。Scene Delegate的更大的用途是用来支持iPadOS的多窗口。

想要iPad App获得多窗口的能力非常简单，在Xcode项目中勾选“Supports multiple windows”即可，运行打开APP->选中APP长按->Show All Windows->点击屏幕右上角+号，即可新建一个窗口。

就是这么简单，你甚至不需要添加任何代码就可实现多窗口的能力。但我们的需求肯定不止于此，我们还需要在代码中控制窗口的新建，关闭以及用户数据交互。苹果提供了简洁的接口方便我们编程控制。

新建scene

let activity = NSUserActivity(activityType: "com.easeapi.scene0")activity.userInfo = ["website": "http://easeapi.com/blog"]UIApplication.shared.requestSceneSessionActivation(nil, userActivity: activity, options: nil, errorHandler: nil)

为了达到各个场景之间切换时状态保留的目的，用户数据的传递就变得非常关键。苹果使用NSUserActivity（iOS 8加入的，很多地方都用到了）来存储用户数据。NSUserActivity亦可从UISceneSession的stateRestorationActivity方法获取，典型的使用场景如下：

func scene(_ scene: UIScene, willConnectTo session: UISceneSession, options connectionOptions: UIScene.ConnectionOptions) {    let vc: ViewController    if let activity = connectionOptions.userActivities.first ?? session.stateRestorationActivity,    let identifier = activity.targetContentIdentifier {        vc = ViewController(catName: identifier)    } else {        vc = ViewController(catName: "default")    }    if let windowScene = scene as? UIWindowScene {        let window = UIWindow(windowScene: windowScene)        window.rootViewController = vc        window.backgroundColor = .white        self.window = window        window.makeKeyAndVisible()    }}

这样就可以在载入场景时获得暂存的用户数据，以便UI平滑过渡。关于NSUserActivity的内容可以参考文档。

关闭scene

if let session = self.view.window?.windowScene?.session {    let options = UIWindowSceneDestructionRequestOptions()    options.windowDismissalAnimation = .commit    UIApplication.shared.requestSceneSessionDestruction(session, options: options, errorHandler: nil)}

上面讲解了Scene Delegate和multiple windows的一般知识，更酷的高级用法比如拖拽多窗口交互等后续有时间精力在研究。

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