Background Fetch: nó là gì, nguyên lý hoạt động và cấu hình cập nhật

Background Fetch trong iOS là gì?

Background Fetch là API iOS cho phép ứng dụng nhận dữ liệu mới định kỳ trong nền. Được giới thiệu lần đầu trong iOS 7 cùng với cơ chế Background App Refresh. Mục tiêu chính là nội dung được cập nhật vào thời điểm người dùng mở ứng dụng, không cần chờ tải.

Khác biệt với thông báo đẩy

Thông báo đẩy được khởi tạo bởi máy chủ — máy chủ gửi tín hiệu đến thiết bị và hệ thống quyết định có đánh thức ứng dụng hay không. Background Fetch được iOS tự khởi tạo dựa trên mẫu sử dụng thiết bị. Đẩy phù hợp hơn cho tin nhắn khẩn cấp, còn Fetch phù hợp cho cập nhật nội dung theo lịch (tin tức, nguồn cấp mạng xã hội).

Vị trí trong hệ sinh thái tác vụ nền

Background Fetch là một trong nhiều cơ chế thực thi nền trong iOS. BGAppRefreshTask (iOS 13+) thực hiện cùng tác vụ nhưng với lập lịch linh hoạt hơn. Background Modes (âm thanh, vị trí) dành cho các thao tác liên tục. Silent Push là cập nhật do máy chủ khởi tạo. Fetch vẫn phù hợp cho các dự án hỗ trợ iOS 12 trở xuống.

• Background Fetch — định kỳ, hệ thống khởi tạo, iOS 7+.
• BGAppRefreshTask — định kỳ, hệ thống khởi tạo, iOS 13+.
• BGProcessingTask — tác vụ dài, iOS 13+.
• Silent Push — máy chủ khởi tạo, iOS 7+.

Background Fetch hoạt động thế nào: kiến trúc và vòng đời

iOS sử dụng thuật toán học máy để xác định thời điểm tối ưu đánh thức ứng dụng. Hệ thống phân tích khi nào người dùng thường mở ứng dụng, sử dụng bao lâu và quay lại bao nhiêu lần. Dựa trên dữ liệu này, iOS tính toán các khung thời gian cho Background Fetch.

Quy trình thực thi tác vụ

Khi hệ thống quyết định đánh thức ứng dụng, nó gọi phương thức application(_:performFetchWithCompletionHandler:) trong AppDelegate. Ứng dụng cần tải một lượng dữ liệu mới tối thiểu và gọi trình xử lý hoàn tất với một trong ba trạng thái: .newData (dữ liệu đã tải), .noData (không có dữ liệu mới) hoặc .failed (lỗi). Trạng thái ảnh hưởng đến tần suất đánh thức trong tương lai.

Tác động của trình xử lý hoàn tất đến tần suất gọi

Trạng thái .newData báo cho hệ thống rằng bản cập nhật hữu ích — iOS có thể tăng tần suất đánh thức. .noData cho biết không có dữ liệu — tần suất giữ nguyên hoặc giảm. .failed báo hiệu sự cố — hệ thống giảm tần suất để tiết kiệm pin. Cần nhấn mạnh vào trạng thái trung thực, không ép buộc .newData.

Thiết lập Background Fetch trong dự án Xcode

Để kích hoạt Background Fetch, cần hai bước: kích hoạt khả năng trong Xcode và đặt khoảng thời gian tối thiểu trong mã. Khả năng này nằm ở Target — Signing & Capabilities — Background Modes — chọn hộp Background Fetch. Nếu không có bước này, hệ thống sẽ không đánh thức ứng dụng.

Thiết lập khoảng thời gian tối thiểu

Phương thức UIApplication.shared.setMinimumBackgroundFetchInterval đặt thời gian tối thiểu tính bằng giây giữa các lần gọi Fetch. Giá trị UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum (khoảng 15 phút) báo hệ thống đánh thức ứng dụng thường xuyên nhất có thể một cách tiết kiệm năng lượng. Đặt khoảng thời gian trong application(_:didFinishLaunchingWithOptions:) là thông lệ chuẩn.

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

Info.plist và khả năng

Khi kích hoạt Background Fetch trong Xcode, nó tự động cập nhật Info.plist — thêm khóa UIBackgroundModes với giá trị fetch. Đây là bước bắt buộc: nếu không có, ứng dụng sẽ không nhận được lời gọi performFetchWithCompletionHandler. Bạn có thể kiểm tra qua P list Source hoặc Build Settings.

Ví dụ mã Background Fetch trong Swift

Hãy xem triển khai Background Fetch hoàn chỉnh cho ứng dụng tin tức. Triển khai bao gồm tải dữ liệu, lưu đệm và gọi trình xử lý hoàn tất. Mã thực thi trong AppDelegate — nơi duy nhất hệ thống gọi fetch.

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()
}

Lưu đệm dữ liệu đã tải

Sau khi tải dữ liệu qua Background Fetch, cần lưu vào bộ nhớ cục bộ — CoreData, UserDefaults hoặc File Manager. Khi ứng dụng mở, dữ liệu đã sẵn sàng. Sử dụng CoreData với ngữ cảnh nền để ghi an toàn luồng. Sau khi lưu, cập nhật giao diện người dùng trên luồng chính.

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()
    }
}

Kiểm tra Background Fetch

Để kiểm tra, sử dụng Trình mô phỏng — chọn Debug — Simulate Background Fetch trong Xcode. Trên thiết bị thật, bạn cần đợi hệ thống quyết định thực hiện fetch. Để tăng tốc, bạn có thể đặt khoảng thời gian tối thiểu là 1 phút, nhưng hệ thống có thể bỏ qua khi pin yếu.

Giới hạn và cạm bẫy

Background Fetch có một số giới hạn quan trọng cần xem xét khi thiết kế kiến trúc ứng dụng. Quan trọng nhất là hệ thống kiểm soát hoàn toàn tần suất gọi và nhà phát triển không thể đảm bảo nó. Ngay cả khi đã đặt khoảng thời gian tối thiểu, hệ thống có thể không gọi fetch trong nhiều giờ.

Giới hạn thời gian thực thi

Hệ thống cấp thời gian hạn chế cho ứng dụng thực thi tác vụ — thường tối đa 30 giây. Nếu ứng dụng không gọi trình xử lý hoàn tất trong thời gian đó, hệ thống buộc kết thúc tiến trình và giảm tần suất đánh thức trong tương lai. Tất cả yêu cầu mạng phải nhỏ gọn — không quá 1-2 mỗi lần gọi.

Phụ thuộc vào pin

iOS xem xét mức pin khi lập lịch Background Fetch. Khi sạc dưới 20%, tần suất đánh thức giảm. Khi Chế độ nguồn điện thấp được kích hoạt, hệ thống có thể tắt hoàn toàn cập nhật nền cho tất cả ứng dụng. Người dùng cũng có thể tắt Background App Refresh cho ứng dụng cụ thể trong cài đặt.

Giới hạn mạng

URLSession khởi tạo từ Background Fetch hoạt động ở chế độ tiêu chuẩn — không hỗ trợ phiên nền. Để tải xuống lớn, sử dụng URLSession với cấu hình nền. Hệ thống sẽ tiếp tục tải xuống ngay cả sau khi fetch kết thúc, nhưng tiến trình sẽ không được theo dõi cho đến lần đánh thức tiếp theo.

Di chuyển từ Background Fetch sang BGTaskScheduler

Từ iOS 13, Apple khuyến nghị BGTaskScheduler thay thế cho Background Fetch. BGTaskScheduler cung cấp lập lịch linh hoạt hơn, hai loại tác vụ (refresh và processing) và đăng ký tác vụ với định danh. Việc di chuyển bao gồm nhiều bước và được khuyến nghị cho tất cả dự án mới.

Di chuyển từng bước

Bước đầu tiên — xác định định danh tác vụ trong Info.plist qua khóa BGTaskSchedulerPermittedIdentifiers. Bước hai — đăng ký tác vụ trong AppDelegate qua BGTaskScheduler.shared.register. Bước ba — thay thế lời gọi performFetchWithCompletionHandler bằng trình xử lý được truyền cho register. Bước bốn — gọi submit để lập lịch tác vụ.

// Trước đây (Background Fetch)
UIApplication.shared.setMinimumBackgroundFetchInterval(
    UIApplication.backgroundFetchIntervalMinimum
)

// Sau khi di chuyển (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)

Lợi ích của BGTaskScheduler

BGTaskScheduler cung cấp nhiều kiểm soát hơn: BGProcessingTask cho thao tác dài (tối đa 10 phút), điều kiện thực thi qua requiresNetworkConnectivity và requiresExternalPower, và trình xử lý hết hạn để kết thúc có kiểm soát. Hệ thống cũng phân tích mức sử dụng ứng dụng, nhưng nhà phát triển có thể đặt yêu cầu chính xác hơn.

Khi nào giữ Background Fetch

Nếu ứng dụng hỗ trợ iOS 12 trở xuống, Background Fetch vẫn là lựa chọn duy nhất cho cập nhật định kỳ. BGTaskScheduler chỉ khả dụng từ iOS 13+. Trong trường hợp này, sử dụng lớp bọc: kiểm tra khả dụng qua if #available(iOS 13, *) và gọi API tương ứng.