iOS Application Life Cycle 이해하기

iOS에서 앱을 실행하면 무슨 일이 벌어질까요?

예전에 어떤 분이 제가 iOS 개발을 한다고 했을 때, iOS 앱이 실행되는 과정에 대해서 물어본 적이 있습니다. 그 당시에는 이에 대한 공부를 한 적이 없어서 잘 모른다고 대답을 했었는데, 생각해보면 이는 꽤 중요한 주제입니다. C언어 기반의 프로그래밍 언어에서는 main이라는 함수가 앱의 시작이 됩니다. iOS의 앱 또한 ObjectiveC 기반에서(C언어 기반) 돌아가기 때문에 앱은 main 함수에서 시작합니다. 다만, iOS의 핵심 라이브러리인 UIKit framework가 main 함수를 관리하여 앱 개발자들이 직접 main 함수에 코드를 작성하지 않습니다.
그렇다고 앱의 실행에 앱 개발자가 관여할 수 없는 것은 아닙니다. UIKit은 main 함수를 다루는 과정에서 UIApplicationMain 함수를 실행합니다. 이 함수를 통해 UIApplication 객체가 생성되는데 이 객체를 통해 앱 개발자는 앱의 실행에 부분적으로 관여할 수 있습니다. 이처럼, 앱 개발자가 앱을 실행할 때 접근할 수 객체가 UIApplication 이기 때문에 앱이 어떤 과정으로 실행되는지 자세히 알아보려면 UIApplication에 대해 좀 더 알 필요가 있습니다.

UIApplication

모든 iOS 앱들은 UIApplicationMain 함수를 실행합니다. 이 때 생성되는 것 중 하나가 UIApplication 객체입니다. UIApplication 객체는 singleton 형태로 생성되어, UIApplication.shared의 형태로 앱 전역에서 사용할 수 있습니다. UIApplication 객체의 가장 중요한 역할은 user의 이벤트(터치, 리모트 컨트롤, 가속도계, 자이로스코프 등)에 반응하여 앱의 초기 routing(초기 설정)을 하는 것입니다. 구체적인 예를 들자면, UIApplication 객체는 앱이 Background에 진입한 상태에서 추가적인 작업을 할 수 있도록 만들어주거나, 푸쉬 알람을 받았을 때 어떤 방식으로 이를 처리할지 등에 대한 것을 다룹니다.

Main Run Loop

Main Run Loop라는 것은 유저가 일으키는 이벤트들을 처리하는 프로세스입니다. UIApplication 객체는 앱이 실행될 때, Main Run Loop를 실행하고, 이 Main Run Loop를 View와 관련된 이벤트나 View의 업데이트에 활용합니다. 또한, Main Run Loop는 View와 관련되어 있기 때문에 Main 쓰레드에서 실행됩니다.

출처: App Programming Guide for iOS - The App Life Cycle

유저가 일으키는 이벤트의 처리 과정을 다음과 같은 순서로 정리할 수 있습니다.

1. 유저가 이벤트를 일으킨다.
2. 시스템을 통해 이벤트가 생성된다.
3. UIkit 프레임워크를 통해 생성된 port로 해당 이벤트가 앱으로 전달된다.
4. 이벤트는 앱 내부적으로 Queue의 형태로 정리되고, Main Run Loop에 하나씩 매핑된다.
5. UIApplication 객체는 이때 가장 먼저 이벤트를 받는 객체로 어떤 것이 실행되야하는지 결정한다.

앱의 상태 변화

앞선 내용까지 사용자가 앱에 이벤트를 전달한 후 앱의 실행까지 어떤 과정을 통해 이뤄지는지 알아보았습니다. 여기서부터는 iOS 앱의 실행 전 상태, 혹은 실행 후 상태 등을 세분화하여 알아보고, 각각의 상태별로 접근하기 위한 방식에 대해 알아보고자 합니다.

App State

앱의 상태라는 것은 여러가지 의미를 내포한 폭넓은 의미로 받아들여질 수 있습니다만, Apple에서 정의하는 앱의 상태(App State)는 크게 5가지로 구분됩니다.

출처: App Programming Guide for iOS - The App Life Cycle

• Not Running: 아무것도 실행하지 않은 상태
• InActive: 앱이 Foreground 상태로 돌아가지만, 이벤트는 받지 않는 상태, 앱의 상태 전환 과정에서 잠깐 머무는 단계입니다.
• Active: 일반적으로 앱이 돌아가는 상태
• Background: 앱이 Suspended(유예 상태) 상태로 진입하기 전 거치는 상태,
• Suspended: 앱이 Background 상태에 있지만, 아무 코드도 실행하지 않는 상태, 시스템이 임의로 Background 상태의 앱을 Suspended 상태로 만듭니다.

위의 상태에서 몇 가지 알아두면 좋은 점들이 있습니다.

1. Background 상태에서는 일부 필요한 추가 작업을 수행할 수 있습니다. 또한, Background 상태에서 앱을 실행하면 InActive 상태를 거치지 않고 앱이 실행됩니다.(iOS에서 홈버튼을 두 번 눌러서 앱을 전환할 때, 앱이 재시작되지 않는다면 해당 앱은 Background 상태에 있던 앱입니다.)
2. 앱이 죽는 것(Suspended 상태에서 Not Running 상태로 진입하는 것)에는 알림을 받을 수 없습니다. 또한 Background 상태에서 Suspended 상태로 진입할 때 willTerminate 메소드가 실행되지만 이 또한 기기를 재부팅하면 실행되지 않습니다.

AppDelegate

앱의 상태에 대해서 알아보았으니, 이번에는 이 상태에 접근하기 위한 방법에 대해 알아보고자 합니다. 이 때 각각의 상태에 접근하기 위해 사용되는 파일이 AppDelegate.swift입니다. iOS 앱 프로젝트를 생성하면 AppDelegate.swift은 자동으로 생성됩니다. AppDelegate은 이름 그대로 앱과 시스템의 연결을 위해 필요한 delegate 메소드를 담고 있습니다. 다만, 이름 때문에 그런 것은 아니고, @UIApplicationMain이라는 annotation이 있기 때문에 앱에서 AppDelegate.swift을 앱과 시스템을 연결하기 위한 파일로 인식합니다. AppDelegate.swift의 코드를 살펴보면 다음과 같습니다.

// AppDelegate.swift
import UIKit

@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {

    var window: UIWindow?

    func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplicationLaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
        return true
    }

    func applicationWillResignActive(_ application: UIApplication) {
    }

    func applicationDidEnterBackground(_ application: UIApplication) {
    }

    func applicationWillEnterForeground(_ application: UIApplication) {
    }

    func applicationDidBecomeActive(_ application: UIApplication) {
    }

    func applicationWillTerminate(_ application: UIApplication) {
    }

AppDelegate 객체는 UIResponder, UIApplicationDelegate을 상속 및 참조하고 있습니다. 먼저 UIResponder는 앱에서 발생하는 이벤트들을 담고 있는 추상형 인터페이스 객체로 View와 사용자의 이벤트간의 연결을 관리하는 역할을 합니다.(이는 app life cycle과 관련이 적기 때문에 자세한 설명은 다음 링크를 참조하세요. UIResponder) 다음으로 UIApplicationDelegate은 UIApplication 객체의 작업에 개발자가 접근할 수 있도록 하는 메소드들을 담고 있습니다. 예를 들어 설명하자면, didFinishLaunchingWithOptions, applicationWillResignActive 등과 같은 메소드를 통해 앱의 상태가 변할 때 수행할 작업들을 설정할 수 있습니다. UIApplicationDelegate을 통해서 우리는 앱의 상태(Foreground, Background, Suspended 등)가 변하는 순간에 따라 앱에서 어떤 작업을 수행할 것인지 결정할 수 있습니다.

참고자료

• App Programming Guide for iOS - The App Life Cycle
• UIApplication
• UIApplicationMain
• UIApplicationDelegate