iOS推送开发记录
背景
由于iOS独特的设计，iOS设备对于应用程序在后台运行有诸多限制。因此，当用户切换到其他程序后，原先的程序无法保持运行状态。对于那些需要保持持续连接状态的应用程序（比如社区网络应用），将不能收到实时的信息。
为解决这一限制，苹果推出了APNs（苹果推送通知服务）。APNs 允许设备与苹果的推送通知服务器保持常连接状态。当你想发送一个推送通知给某个用户的iPhone上的应用程序时，你可以使用 APNs 发送一个推送消息给目标设备上已安装的某个应用程序。
原理
每一台iOS设备启动后，都会和APNs建立TCP长连接。当我们需要推送消息给自己的应用程序时，需要连接并把消息发送给APNs，然后APNs会转发消息给对应iOS设备。对应设备收到消息后，iOS系统会通知对应的App，这样就完成了一次推送。
好处是不管iOS设备上有多少个App需要接受推送，iOS设备都只需要维持一个统一的TCP长连接，这样对节省电量来说是很有利的。
申请证书
网上有很多，此处略过
导出证书
这里需要导出两个部分，一个部分是证书，另外一个部分是key。打开钥匙串管理工具，找到推送证书，点证书前面的三角展开可以看到key，也就是私钥。
- 在推送证上点击右键，选择导出，注意导出时设置为p12格式，密码为空即可，保存为cert.p12
- 在key上点击右键，导出为key.p12
经过这一步，就得到了连接APNs所需要的证书。
转换证书格式
P12格式的证书不能直接使用，这里需要通过openssl工具转换为.pem格式。
先通过以下命令进行转换，得到pem格式的证书
openssl pkcs12 -clcerts -nokeys -out cert.pem -in cert.p12再转换得到pem格式的key
openssl pkcs12 -nocerts -out key.pem -in key.p12这一步openssl进行转换时会需要我们输入一个密码用来保护导出的key.pem文件，随便输入即可(需要记住)。
通过以下命令去掉刚才key.pem中的密码
openssl rsa -in key.pem -out key-noenc.pem到这一步，就得到了pem格式的证书cert.ptm和私钥key-noenc.pem。
实际使用中，需要合并证书和私钥到一个文件中。
cat cert.pem key-noenc.pem > cert-key.pem测试证书
通过openssl工具来测试，是否能通过证书建立到Apple服务器的TLS连接
openssl s_client -connect gateway.sandbox.push.apple.com:2195 -cert cert.pem -key key-noenc.pem如果可以连接成功，就表示pem格式的证书已经制作好了
发送推送
APNs的接口接收特定的数据帧格式，每一条要推送的消息都封装成一个数据帧进行传送。格式如下图：
- Identifier 一个任意的值，用于一条消息的识别
- Expiry 离线消息超时的时间，如果为0或者小于0，APNs 不会保存这条消息
- payload 要推送的消息，json格式
payload格式如下：
{
"aps" : {
"alert" : "You got your emails.",
"badge" : 9,
"sound" : "bingbong.aiff"
},
"app_info" : "XXX",
}
其中aps键对应的字典指定了iOS系统展现推送的一些必要信息，如文字，小红点，声音等。另外还可以自定义一些信息一起推送给自己的APP。
复用长连接
为了性能考虑，我们的服务器需要和APNs建立一个长连接，然后当有消息需要推送时，就通过这个连接发送数据帧给APNs。而不是每推送一条消息的都和APNs建立一次连接。
经过测试，如果共用一个连接，APNs推送的速度在500条每秒的水平，也就是每分钟可推送30000个消息。而如果每次建立连接，TLS连接大概需要3秒来建立，这样每分钟只能推20条左右，差别巨大。
所以复用连接是很有必要的。
错误处理
根据Apple的文档描述，当APNs收到一个错误的数据帧时，就会返回这个数据帧的ID，并断开连接。但是从APNs关闭这个连接到我们的服务探测到连接关闭，中间会有一小段时间，根据网络情况不同，最长可能会有几秒钟。这段时间里面，被写入的数据帧将都不会得到处理。
所以我们需要为维护一个已发送消息的列表，按发送的先后顺序排序。如果收到发送错误应答，根据返回的 ID找到出错的消息。然后重新建立连接，从该消息的下一条重新开始发送。
福利
我实现了一个python的推送模块LightingAPNs，部署在国内服务器上，实测性能超过500条每秒。
有以下优势：
- 复用长连接进行推送
- 自动处理错误Token造成的连接断开，并自动重发其他
- 返回错误Token的列表，便于上层软件处理
后面考虑把模块改成线程安全的，这样就可以多连接并行推送了
