Background Fetch: چیست، اصل کار و پیکربندی به‌روزرسانی‌ها

Background Fetch در iOS چیست؟

Background Fetch — API iOS است که به برنامه اجازه می‌دهد به صورت دوره‌ای داده‌های تازه را در پس‌زمینه دریافت کند. اولین بار در iOS 7 همراه با مکانیزم Background App Refresh معرفی شد. هدف اصلی این است که محتوا در لحظه باز کردن برنامه توسط کاربر به‌روز باشد، بدون نیاز به انتظار برای بارگیری.

تفاوت با اعلان‌های Push

اعلان‌های Push توسط سرور آغاز می‌شوند — سرور سیگنالی به دستگاه ارسال می‌کند و سیستم تصمیم می‌گیرد برنامه را بیدار کند یا خیر. Background Fetch توسط خود iOS بر اساس الگوهای استفاده از دستگاه آغاز می‌شود. Push برای پیام‌های فوری مناسب‌تر است، Fetch — برای به‌روزرسانی برنامه‌ریزی شده محتوا (اخبار، فید شبکه اجتماعی).

جایگاه در اکوسیستم وظایف پس‌زمینه

Background Fetch — یکی از چندین مکانیزم اجرای پس‌زمینه در iOS است. BGAppRefreshTask (iOS 13+) همان وظیفه را انجام می‌دهد، اما با برنامه‌ریزی انعطاف‌پذیرتر. Background Modes (صوت، موقعیت) — برای عملیات‌های مداوم. Silent Push — به‌روزرسانی آغاز شده توسط سرور. Fetch برای پروژه‌هایی که از iOS 12 و پایین‌تر پشتیبانی می‌کنند همچنان مناسب است.

• Background Fetch — دوره‌ای، آغاز شده توسط سیستم، iOS 7+.
• BGAppRefreshTask — دوره‌ای، آغاز شده توسط سیستم، iOS 13+.
• BGProcessingTask — وظایف طولانی، iOS 13+.
• Silent Push — آغاز شده توسط سرور، iOS 7+.

Background Fetch چگونه کار می‌کند: معماری و چرخه حیات

iOS از الگوریتم یادگیری ماشین برای تعیین زمان بهینه بیدار کردن برنامه استفاده می‌کند. سیستم تحلیل می‌کند که کاربر معمولاً چه زمانی برنامه را باز می‌کند، چه مدت از آن استفاده می‌کند و چند بار برمی‌گردد. بر اساس این داده‌ها، iOS پنجره‌هایی را برای Background Fetch محاسبه می‌کند.

فرآیند اجرای وظیفه

هنگامی که سیستم تصمیم به بیدار کردن برنامه می‌گیرد، متد application(_:performFetchWithCompletionHandler:) را در AppDelegate فراخوانی می‌کند. برنامه باید حداقل مقدار داده جدید را بارگیری کرده و completion handler را با یکی از سه وضعیت فراخوانی کند: .newData (داده بارگیری شد)، .noData (داده جدیدی وجود ندارد) یا .failed (خطا). وضعیت بر دفعات بیدار شدن در آینده تأثیر می‌گذارد.

تأثیر completion handler بر دفعات فراخوانی

وضعیت .newData به سیستم اطلاع می‌دهد که به‌روزرسانی مفید بوده — iOS ممکن است دفعات بیدار شدن را افزایش دهد. .noData می‌گوید داده‌ای وجود ندارد — دفعات ثابت می‌ماند یا کاهش می‌یابد. .failed نشان‌دهنده مشکل است — سیستم دفعات را کاهش می‌دهد تا باتری هدر نرود. تأکید باید روی وضعیت صادقانه باشد، نه .newData اجباری.

تنظیمات Background Fetch در پروژه Xcode

برای فعال کردن Background Fetch باید دو مرحله انجام دهید: capability را در Xcode فعال کنید و حداقل فاصله را در کد تنظیم کنید. Capability در Target — Signing & Capabilities — Background Modes — تیک Background Fetch قرار دارد. بدون این مرحله، سیستم برنامه را بیدار نخواهد کرد.

تنظیم حداقل فاصله

متد UIApplication.shared.setMinimumBackgroundFetchInterval حداقل زمان را بر حسب ثانیه بین فراخوانی‌های Fetch تعیین می‌کند. مقدار UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum (حدود 15 دقیقه) به سیستم می‌گوید برنامه را تا جایی که از نظر انرژی بهینه است، مکرراً بیدار کند. تنظیم فاصله در application(_:didFinishLaunchingWithOptions:) یک روش استاندارد است.

func application(
    _ application: UIApplication,
    didFinishLaunchingWithOptions options: [UIApplication.LaunchOptionsKey : Any]?
)-> Bool {
    UIApplication.shared.setMinimumBackgroundFetchInterval(
        UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum
    )
    return true
}

Info.plist و capability

هنگام فعال کردن Background Fetch در Xcode به طور خودکار Info.plist را به‌روزرسانی می‌کند — کلید UIBackgroundModes را با مقدار fetch اضافه می‌کند. این یک مرحله ضروری است: بدون آن برنامه فراخوانی performFetchWithCompletionHandler را دریافت نخواهد کرد. می‌توانید وجود آن را از طریق P list Source یا Build Settings بررسی کنید.

نمونه کدهای Background Fetch در Swift

اجرای کامل Background Fetch را برای یک برنامه خبری بررسی می‌کنیم. اجرا شامل بارگیری داده، ذخیره در حافظه پنهان و فراخوانی completion handler است. کد در AppDelegate اجرا می‌شود — تنها جایی که سیستم fetch را فراخوانی می‌کند.

func application(
    _ application: UIApplication,
    performFetchWithCompletionHandler handler: @escaping (UIBackgroundFetchResult) -> Void
) {
    let url = URL(string: "https://api.example.com/latest")!

    URLSession.shared.dataTask(with: url) { data, response, error in
        guard let data = data, error == nil else {
            handler(.failed)
            return
        }

        do {
            let articles = try JSONDecoder().decode([Article].self, from: data)
            cacheArticles(articles)
            handler(articles.isEmpty ? .noData : .newData)
        } catch {
            handler(.failed)
        }
    }.resume()
}

ذخیره داده‌های بارگیری شده در حافظه پنهان

پس از بارگیری داده‌ها از طریق Background Fetch، باید آنها را در حافظه محلی — CoreData، UserDefaults یا File Manager ذخیره کرد. در زمان باز کردن برنامه، داده‌ها باید در دسترس باشند. برای نوشتن ایمن در چندنخی از CoreData با زمینه پس‌زمینه استفاده کنید. پس از ذخیره، رابط کاربری را در رشته اصلی به‌روزرسانی کنید.

func cacheArticles(_ articles: [Article]) {
    let container = NSPersistentContainer(name: "AppModel")
    container.performBackgroundTask { context in
        articles.forEach { article in
            let entity = ArticleEntity(context: context)
            entity.id = Int64(article.id)
            entity.title = article.title
            entity.body = article.body
        }
        try? context.save()
    }
}

تست Background Fetch

برای تست از Simulator استفاده کنید — در Xcode گزینه Debug — Simulate Background Fetch را انتخاب کنید. در دستگاه فیزیکی باید منتظر بمانید تا سیستم تصمیم به اجرای fetch بگیرد. برای تسریع می‌توانید حداقل فاصله را روی 1 دقیقه تنظیم کنید، اما سیستم ممکن است همچنان آن را در صورت کم بودن باتری نادیده بگیرد.

محدودیت‌ها و نکات مهم

Background Fetch محدودیت‌هایی دارد که در طراحی معماری برنامه باید در نظر گرفته شوند. نکته اصلی — سیستم کاملاً دفعات فراخوانی را کنترل می‌کند و توسعه‌دهنده نمی‌تواند آن را تضمین کند. حتی با تنظیم حداقل فاصله، سیستم ممکن است fetch را ساعت‌ها فراخوانی نکند.

محدودیت زمان اجرا

سیستم به برنامه زمان محدودی برای اجرای وظیفه اختصاص می‌دهد — معمولاً تا 30 ثانیه. اگر برنامه در این مدت completion handler را فراخوانی نکند، سیستم به اجبار فرآیند را خاتمه داده و دفعات بیدار شدن در آینده را کاهش می‌دهد. تمام درخواست‌های شبکه باید فشرده باشند — حداکثر 1–2 در هر فراخوانی.

وابستگی به باتری

iOS سطح شارژ باتری را در برنامه‌ریزی Background Fetch در نظر می‌گیرد. هنگامی که سطح شارژ زیر 20٪ است، دفعات بیدار شدن کاهش می‌یابد. در حالت Low Power Mode، سیستم ممکن است به‌طور کامل به‌روزرسانی‌های پس‌زمینه را برای همه برنامه‌ها غیرفعال کند. کاربر همچنین می‌تواند Background App Refresh را برای یک برنامه خاص در تنظیمات غیرفعال کند.

محدودیت‌های شبکه

URLSession که از Background Fetch راه‌اندازی می‌شود در حالت استاندارد کار می‌کند — بدون پشتیبانی از جلسات پس‌زمینه. برای بارگیری‌های بزرگ از URLSession با background configuration استفاده کنید. سیستم بارگیری را حتی پس از پایان fetch ادامه خواهد داد، اما پیشرفت تا بیدار شدن بعدی پیگیری نخواهد شد.

مهاجرت از Background Fetch به BGTaskScheduler

از iOS 13 به بعد، Apple BGTaskScheduler را به عنوان جایگزین Background Fetch توصیه می‌کند. BGTaskScheduler برنامه‌ریزی انعطاف‌پذیرتر، دو نوع وظیفه (refresh و processing) و ثبت وظایف با شناسه‌ها را فراهم می‌کند. مهاجرت شامل چند مرحله است و برای همه پروژه‌های جدید توصیه می‌شود.

مهاجرت گام به گام

مرحله اول — تعیین شناسه‌های وظایف در Info.plist از طریق کلید BGTaskSchedulerPermittedIdentifiers. مرحله دوم — ثبت وظایف در AppDelegate از طریق BGTaskScheduler.shared.register. مرحله سوم — جایگزینی فراخوانی performFetchWithCompletionHandler با هندلری که به register منتقل شده است. مرحله چهارم — فراخوانی submit برای برنامه‌ریزی وظیفه.

// قبلاً (Background Fetch)
UIApplication.shared.setMinimumBackgroundFetchInterval(
    UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum
)

// پس از مهاجرت (BGTaskScheduler)
BGTaskScheduler.shared.register(
    forTaskWithIdentifier: "com.example.refresh",
    using: nil
) { task in
    self.handleAppRefresh(task: task as! BGAppRefreshTask)
}

let request = BGAppRefreshTaskRequest(
    identifier: "com.example.refresh"
)
request.earliestBeginDate = Date(timeIntervalSinceNow: 15 * 60)
try? BGTaskScheduler.shared.submit(request)

مزایای BGTaskScheduler

BGTaskScheduler کنترل بیشتری می‌دهد: BGProcessingTask برای عملیات‌های طولانی (تا 10 دقیقه)، شرایط اجرا از طریق requiresNetworkConnectivity و requiresExternalPower، expiration handler برای پایان نرم. سیستم همچنین استفاده از برنامه را تحلیل می‌کند، اما توسعه‌دهنده می‌تواند الزامات دقیق‌تری تعیین کند.

زمان نگهداری Background Fetch

اگر برنامه از iOS 12 و پایین‌تر پشتیبانی می‌کند، Background Fetch تنها گزینه برای به‌روزرسانی دوره‌ای باقی می‌ماند. BGTaskScheduler فقط از iOS 13+ در دسترس است. در این حالت از یک wrapper استفاده کنید: دسترسی BGTaskScheduler را از طریق if #available(iOS 13, *) بررسی کرده و API مربوطه را فراخوانی کنید.