iOS/iPhone 程序文件目录结构以及启动流程

要想清晰的理解IOS应用程序的启动过程，毫无疑问需要深入了解一下ios应用程序的文件系统。一个ios应用程序都有一个属于自己沙盒（sandbox），应用沙盒就是文件系统目录，并且与文件系统的其他部分隔离。应用必须待在自己的沙盒里，应用既不能访问其他应用的沙盒，其他应用也不能访问该沙盒。

 

         应用沙盒包含多个目录：

         1.应用程序包（application bundle）：包含所有的资源文件和可执行文件，并且是只读文件目录。

         注意：每个应用程序可以有多个程序包，但是只能有一个主程序包，即包含应用程序代码的程序包。当用户启动应用程序的时候，应用程序会在主程序包中寻找即刻要用到的代码和资源，并将其加载到内存。然后它可以根据需要动态（并延时）加载主程序包或者丛属程序包中的代码和资源。应用程序可以用NSBundle 和Core Foundation 的CFBundleRef（在过程化的语言中使用）定位程序包中的资源。在Objective-C中，首先要获得一个NSBundle实例，它和某个物理程序包对应。如需获得应用程序主程序包，则应调用mainBundle类方法。然后调用NSBundle的其他方法，传入文件名、扩展名以及（可选）程序包子目录，这些方法将会返回程序包资源的路径。有了资源路径，您就可以使用恰当的类将其加载到内存。代码案例有：

 

NSString *str=[[NSBundle mainBundle]pathForResource:@"example" ofType:@"png"];

即可返回应用程序包中保含的example.png文件的路径。你可以使用str来对example.png进行操作。

 

         2.偏好设置文件（Library/Preferences/）：存放所有的偏好设置。通过NSUserDefaults类可以读取写入该文件，同时可以作为应用的默认启动设置，即应用的setting会在该目录中查找应用的设置信息。

         3.临时文件（tmp/）：用于保存程序运行时所需的临时数据，使用完毕后的临时数据对应的文件将从该目录下删除。同时，应用结束时也可能会清除该目录下的文件。在程序运行时可以通过方法NSTemporaryDirectory可以的得到该沙盒下tmp目录的全路径。

         4.应用运行时保留的数据（Documents/）：保存应用运行时生成的需要保留的数据。该文件对于在设备发生故障时，通过ituns同步设备备份该目录，从而可以恢复应用的数据。

         5.保存应用运行时生成的需要保留的数据（Library/Caches）：与4的不同之处时ituns同步不能备份该目录。因为该缓存数据的体积比较大，会延长同步设备所需的时间。但是如果数据源在别处（例如，网络的服务器），那么可以通过将数据保存在该目录。当用户需要恢复设备，可以从服务器下载这些数据。

          可以总结一下，Library/Preferences/、Documents/ 下的文件时可以通过iTuns同步设备时进行备份目录，而tmp/、Documents/是不能备份的。用表格表示如下：

 

目录	描述
<Application_Home>/AppName.app	这是程序包目录，包含应用程序的本身。由于应用程序必须经过签名，所以您在运行时不能对这个目录中的内容进行修改，否则可能会使应用程序无法启动。 在iPhone OS 2.1及更高版本的系统，iTunes不对这个目录的内容进行备份。但是，iTunes会对在App Store上购买的应用程序进行一次初始的同步。
<Application_Home>/Documents/	您应该将所有的应用程序数据文件写入到这个目录下。这个目录用于存储用户数据或其它应该定期备份的信息。有关如何取得这个目录路径的信息，请参见“获取应用程序目录的路径”部分。 iTunes会备份这个目录的内容。
<Application_Home>/Library/Preferences	这个目录包含应用程序的偏好设置文件。您不应该直接创建偏好设置文件，而是应该使用NSUserDefaults类或CFPreferences API来取得和设置应用程序的偏好，详情请参见“添加Settings程序包”部分。 iTunes会备份这个目录的内容。
<Application_Home>/Library/Caches	这个目录用于存放应用程序专用的支持文件，保存应用程序再次启动过程中需要的信息。您的应用程序通常需要负责添加和删除这些文件，但在对设备进行完全恢复的过程中，iTunes会删除这些文件，因此，您应该能够在必要时重新创建。您可以使用“获取应用程序目录的路径” 部分描述的接口来获取该目录的路径，并对其进行访问。 在iPhone OS 2.2及更高版本，iTunes不对这个目录的内容进行备份。
<Application_Home>/tmp/	这个目录用于存放临时文件，保存应用程序再次启动过程中不需要的信息。当您的应用程序不再需要这些临时文件时，应该将其从这个目录中删除（系统也可能在应用程序不运行的时候清理留在这个目录下的文件）。有关如何获得这个目录路径的信息，请参见“获取应用程序目录的路径”部分。 在iPhone OS 2.1及更高版本，iTunes不对这个目录的内容进行备份。

 

         上面介绍了沙盒的文件系统结构，下面继续讲应用程序包中文件，这里面的资源文件以及可执行文件是程序工程开发时产生的。它基本上包含了：         

 

         1. .pch:预编译头文件，win32里经常会碰到，这里也有，包含了常用的头文件。

 

 

         2. .plist:包含了项目自身的特性，比如说项目名称，默认加载的nib file，版本等。         3..xib:程序的资源文件。用于简化编码过程，提高开发效率。         4. main.m:iOS应用程序的入口，类似于C/C++中的main函数。                   到了这里，基本就可以开始应用程序具体的启动过程了。         在main.m文件中，

<span style="font-size:14px;">int main(int argc, char *argv[]) {
    NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
    <strong>int retVal = UIApplicationMain(argc, argv, nil, nil);</strong>
    [pool release];
    return retVal;
}
</span>

main函数仍然是程序的入口函数，其中argc、argv为运行程序的支持命令行的参数输入，而后面的两个参数最后再讲。之后可以看到重要的黑体程序行——UIApplicationMain 的调用，通过它完成系统启动的过程，并形成一个事件驱动。那么是如何完成系统的启动过程呢？可以参照Apple提供的启动流程图：

可以看到UIApplication首先会去查看info.plist中记录的一些应用的基本信息（如下图），其中最重要的是应用程序启动资源文件的名称（nib文件，名称用Main nib File base name键指定），如何创建的是universe的应用，那么还会包含ipad的启动资源文件的名称。从下图中我们还看到了应用图标文件以及支持方向感应器的方向。

从工程文件中找到Main nib file对应的MainWindow_iPhone.xib文件，可以看到有四个基本的项目：

1.File’s Owner 对象：实际上就是 UIApplication 的实例。

2.First Responder 对象：每个程序都会有一个第一响应者，比如鼠标事件，键盘事件等，它就是对应的那个对象。比如多文档程序中，menu的响应事件一般都是连接到FirstResponder中去的，因为主界面一般都在别的nib里面，此时的FirstResponder就是你的那个主nib的FileOwner。

3.Delegate 对象：每个程序都有一个工程名＋AppDelegate类，即为该Delegate的实现。

4.Window：应用程序启动的时候所显示的窗口。

程序启动时，那么就会发送消息给UIApplication的Delegate对象，就会调用AppDelegate类的applicationDidFinishLaunching： 方法。因此可以在MainWindow_iPhone.xib指定某个特定的Delegate对象，从而启动的位置会发生改变。

而在Delegate类中的applicationDidFinishLaunching：会初始化window对象，即程序启动时候的显示窗口。

具体的代码为：

 

<span style="font-size:14px;">- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application {

    // Override point for customization after app launch
    [window addSubview:UIViewControllerInstance.view];
    [window makeKeyAndVisible];
}
</span>

[window addSubview:UIViewControllerInstance.view] 表示 在调用[window makeKeyAndVisible] 是显示UIViewControllerInstance的View。

 

综上所述，程序启动的流程为：

讲到这里，如果没有版本的更新问题，其实是可以结束了。而在XCode4.2版本之后，可能没有了Main.xib来载入初始界面。那么就不得不使用UIApplicationMain指定入口。前面讲到了UIApplicationMain含有四个参数，这里可以将UIApplicationMain(argc, argv, nil, nil);变成UIApplicationMain(argc, argv, nil,NSStringFromClass([AppDelegate class]));。这里的AppDelegate为你要完成初始化界面的delegate。

除了上面的改变，版本更新还添加了故事板（storyBoard），那么上面说的程序流程就不使用，请记住。

PS：对于iPhone app,你无法访问iPhone整个的文件系统，而只能访问iPhone app的Home目录中的文件。在程序中可以用下面的方式来访问文件目录：

方法1：

 

NSString* documentsDirectory = [NSHomeDirectory()
        stringByAppendingPathComponent:@"Documents"];

方法2：

NSArray *paths = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory,NSUserDomainMask, YES);
NSString *documentsDirectory = [paths objectAtIndex:0];

采用上面的方法你可以访问Home目录下的其他文件。同时iOS还提供了一些常用的搜索路径常量：

 

 

常量	目录
NSDocumentDirectory	<Application_Home>/Documents
NSCachesDirectory	<Application_Home>/Library/Caches
NSApplicationSupportDirectory	<Application_Home>/Library/Application Support

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