你写了一个iOS应用，不满足，还要写一个watchOS应用。你写好了watchOS的应用，不满足，还要写个表盘小部件。终于全都写好了。实际运行时，你发现，小部件它竟然不按照你设计的更新。好的欢迎你入坑watchOS，下面咱们来讨论一下究竟发生了什么。

伪实时的表盘小部件

做为一个watchOS的用户是幸福的，看着表盘上那些显示最新数据的各个小部件，一种掌控感油然而生——"I am the King of the world!"

但是，作为一名watchOS开发者，你必须知道，表盘小部件是伪实时的。苹果限制你实时地更新它。苹果设想的小部件的数据是这样的，你提前就知道某个时间会发生什么，然后在小部件初始化时，一次告知watchOS，watchOS会在相应的时间到来时，更改表盘的内容，这样，在用户看来，表盘就是实时变化的了。

可是如果实际内容发生了变化怎么办？根据变化的类型，你可以选择重新加载时间片，或者扩展时间片。二者的区别是前者作废旧数据，而后者是在旧数据的基础上添加新数据。

这么做就可以了吗？

怎么会？苹果会让你那么舒服？上面提到的两个操作，你的程序在计算时，苹果会拿着小本本记录你消耗了多少时间。一旦消耗时间过多，超过了苹果允许的范围，那么苹果就会立即终止你的计算。并且你再申请，也会无视你。直到，直到第二天的到来。

为什么苹果要这么做？

一切为了电池！Apple Watch的电池小，一旦没电，大家全完蛋。

因此，苹果认为不好用的小部件，也比没有电强太多。而重新计算小部件的行为，被视作是耗电行为。需要加以限制。

如何应对？

在讨论如何应对之前，我们先看看watchOS面对的复杂情况。说复杂，是因为相比于iOS，watchOS经常会遇到资源竞争的情形。

我们先假设你的苹果手表开启了多个表盘，你制作的程序叫A，它支持小部件，并且在这些表盘中，有的表盘添加了A的小部件，有的表盘则没有。并且，每个表盘上A的小部件数量至多只有一个。那么……

手表启动篇

当苹果手表启动后，会自动运行dock中的程序，以及当前表盘上的小部件。此时，就有可能对于相同的资源同时进行访问，从而产生问题。要解决这个问题，可以采用的最优策略是，不在程序的主界面运行可能资源占用冲突的代码，而只让表盘小部件运行。

为什么说这个是最优的策略？因为表盘的小部件运行苹果会记录时间，如果你采用信号量的方式，那么主程序独占资源运行的时间，会被一同记录到表盘的小部件运行的时间（虽然这时小部件没有运行，而是在等待资源独占结束），这样就会产生超时错误。

当然，你也可以使用Timer来延迟主程序的运行，但是这个延迟运行的延迟时间不好掌握。太短了不起作用，会产生同样的问题。太长的话，如果用户此时打开了主程序，会发现界面一直不动，这样程序用起来也还是有问题。

表盘切换篇

当你通过滑动屏幕切换手表的表盘时，如果新表盘有相应的小部件。那么系统会根据情况刷新小部件。因此，你需要根据数据的新鲜程度来决定是否要刷新小部件，还是沿用旧的数据。

另外，如果该表盘没有小部件，那么就没有后台刷新小部件的必要。这样可以节省电量。

后台任务的种类（表盘小部件、Dock以及远程通知）

如果你想要定期后台更新程序的内容，那么有三种情况可以做到。

1. 程序在当前的表盘有相应的小部件。这样可以保证你的程序每小时至少可以后台运行一次。至多运行的次数，在于当前表盘有多少个小部件。如果其它小部件有没使用自己的次数的，那么你可以占用它们节省的次数。
2. 如果你的程序没有小部件，又需要后台刷新，那么你的程序需要在Dock中存在。在Dock中保留的程序每小时至少可以运行一次。至多可以运行10次，这取决于Dock中其它程序是否使用了它的次数，因为是大家共用这10次。
   1. watchOS 3.x比较简单，直接选择固定该程序在Dock就可以。
   2. 但是到了watchOS 4.0，苹果画蛇添足的增加了两种模式的Dock，并且将新模式作为了默认。新模式被称为近期（recent），即你最近运行的程序被固定在Dock上，新运行的会逐渐顶掉旧的，但是这个没有鸟用。因为你近期运行的程序很可能不需要后台刷新，而需要的则可能被挤到外面去了。
   3. 这时，就要引导用户开启Dock的另外一个模式，最爱模式（favorite）。这个其实就是watchOS 3.x中原本的模式。用户可以选择哪些程序常驻Dock。
3. 远程通知。远程通知是通过苹果推送服务器，将远程消息推送到用户的iPhone，iPhone在30秒内处理完成后，将结果发到苹果手表上。苹果手表接到结果，再进一步处理，之后刷新表盘小部件或向用户发出通知。

各种后台任务运行时的区别

• 小部件和Dock中运行后台刷新的方式，属于本地刷新，可以通过WKExtension.scheduleBackgroundRefresh(withPreferredDate:userInfo:scheduledCompletion:)的方法来进行安排。时间到了，系统会调用WKExtensionDelegate.handle(_ backgroundTasks: Set<WKRefreshBackgroundTask>)方法，执行后台任务。
  • 优点：
    • 本地操作。实现简单。
    • 可以直接运行异步的调用。异步调用结束时，调用task.setTaskCompletedWithSnapshot(Bool)即可
  • 缺点：
    • 时间不稳定。根据苹果的文档，虽然你可以指定后台任务运行的时间。但是这个时间watchOS只是用来参考，系统会在它认为适当的时机进行调用。可能比设定的时间早，也可能晚。实际运行中，我发现只可能晚，还没发现有早于设定时间的情形。
    • 计算量存在限额。苹果很奇葩的规定了计算量的限制，计算量是一个很抽象的概念。不同于计算时间，计算量是一个确定的量，但是苹果并未公开这个量具体是多少。只是说当后台任务运行时，它会记录，如果超出了，就会终止。直到重新分得配额。这个不是以天为单位的，而是动态的。如果你的计算量较大。就很可能出现表盘不更新的问题。
• 远程通知的方式，属于远程刷新，需要配置调用苹果的推送服务器。远程通知到来时，必须先经过iOS，调用UIApplicationDelegate.application(_:didReceiveRemoteNotification:fetchCompletionHandler:)，然后调用WCSession.transferCurrentComplicationUserInfo(_:)给苹果手表发送信息。最终手表端会调用WCSessionDelegate.session(_:didReceiveUserInfo:)函数，执行最终的任务。
  • 优点：
    • 准时。苹果的远程推送，只要不是批量推送，而是推动到指定设备或指定账户的设备。还是很准时的。延迟在几秒到几分钟。
    • 计算量充裕。远程通知在iOS端最多可以后台运行30秒。因为iPhone速度远快于Apple Watch，因此有充裕的计算量来进行计算。此外，在传递到watchOS后，相应地还可以继续进行后台计算。这个也没有文档说有计算量的限制。
  • 缺点：
    • 次数限制。虽然远程通知没有计算量的限制，但是由于规定远程通知必须先经过iOS，然后由iOS唤醒watchOS，即WCSession.transferCurrentComplicationUserInfo(_:)这个函数，这个函数每个程序每天有50次的调用限制。超出限制后，调用会自动降级到WCSession.transferUserInfo(_:)相同的待遇，即必须手动打开Apple Watch上的对应程序，才会接收相应的数据。
    • 连接性问题。不同于本地任务，是在手表本地运行的。远程通知必须有网络才能收到。同时，由于通知先传到iOS，处理后再传到Apple Watch。如果此时手表与手机距离较远，会导致相应的数据在iOS排队。而这个队列在手表与手机重新连接后不会主动发送。而是需要手工开启iOS上相应的程序才会发送。我认为这个行为属于bug，已经向苹果进行了提交。
    • WCSessionDelegate.session(_:didReceiveUserInfo:)不能直接处理异步程序。如果你的代码里包含异步程序，那么你就需要增加额外的代码。比如使用信号量来限制函数不要一下跑完。如果函数执行完毕了，很有可能异步程序还没处理完，手表程序就被系统睡眠了。
    • 实现复杂。远程通知不仅需要申请通知权限，还可能需要使用第三方的推送服务。以及申请http的特定域名的解禁。因为苹果目前默认只能运行https的域名，还必须是特定加密等级之上的。
    • watchOS 3.x存在bug。早期的watchOS 3.x会在iOS端调用WCSession.transferCurrentComplicationUserInfo(_:)之后，自动刷新表盘小部件，然后再调用WCSessionDelegate.session(_:didReceiveUserInfo:)。这个是有很大的问题的。因为表盘小部件在数据到来之前就刷新了。而且是每次都刷新，而不是先判断是否有必要进行刷新。大概半年前，我向苹果提交了这个问题的的错误报告。目前4.0解决了这个问题，不会直接刷新表盘，而是由开发者来判断是否需要刷新表盘。我不清楚3.x的后续版本是否也解决了这个问题。有需要的可以自己测试一下。

虽然有以上的缺点，但是如果你的计算量太大，本地后台任务经常超时，那么远程通知是唯一的选择。

多个小部件

如果你的表盘有你的程序的多个小部件，那么小部件之间也会产生资源冲突的问题。但是这个情况一般很少见。因为除非用于测试，用户一般不会在屏幕上放两个一样的小部件。因此，这个问题可以暂时忽略。

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