CallKit：是什么，VoIP 框架以及与系统电话的集成

什么是 CallKit，它有什么用？

CallKit —— Apple 框架，在 iOS 10 中引入，为 VoIP 应用与系统电话应用集成提供编程接口。在 CallKit 出现之前，每个 VoIP 应用都在自己的 UI 中显示来电 —— 用户会看到来自应用的通知，但无法以系统方式应答。CallKit 统一了这种体验：来电 VoIP 呼叫像普通电话呼叫一样显示，具有相同的控制元素。

CallKit 的主要目标是消除用户体验的碎片化。当应用使用 CallKit 时，呼叫会出现在锁定屏幕、通话记录和系统电话应用的最近通话列表中。用户可以通过熟悉的手势接听、拒绝或将呼叫发送到语音信箱 —— 无需考虑哪个应用在处理呼叫。

根据 Apple WWDC 2023 Session “What’s new in CallKit”，超过 85% 的用户更喜欢具有 CallKit 集成的应用，而不是那些使用自己的 UI 进行呼叫的应用。原因是系统控制元素的统一性和可预测性，无需学习。

CallKit 如何改变 VoIP 用户体验

没有 CallKit 时，来电 VoIP 呼叫通过标准推送通知传递。用户看到一个横幅，点击它，等待应用打开，然后才能看到呼叫屏幕。CallKit 与 PushKit 一起将此路径缩短为零：呼叫立即显示，即使应用未启动，系统界面也在毫秒内准备应答。

• 呼叫显示在锁定屏幕上，并始终显示在其他应用之上
• 支持标准操作：接听、拒绝、提醒、短信回复
• 与 CarPlay 集成 —— 呼叫显示在汽车屏幕上
• 自动记录到 Recents 和系统通话记录中

CallKit 架构：CXProvider 和 CXCallController

CallKit 架构围绕两个关键类构建 —— CXProvider 和 CXCallController，它们实现了提供者-客户端模式。提供者从系统端管理呼叫，客户端代表用户或应用发起操作。这种分离保证了系统界面始终保持一致，即使应用暂时不可用也是如此。

CXProvider —— 呼叫提供者

CXProvider —— 将应用注册为 CallKit 中的呼叫提供者的中心对象。它通过 CXProviderConfiguration 进行配置，在其中指定应用图标、支持的呼叫类型（音频、视频）和最大同时组数。提供者从系统接收操作请求，并通过 CXProviderDelegate 将它们传递给应用。

let configuration = CXProviderConfiguration(localizedName: "My VoIP App")
configuration.supportedHandleTypes = [.phoneNumber, .generic]
configuration.maximumCallsPerCallGroup = 1

let provider = CXProvider(configuration: configuration)
provider.setDelegate(self, queue: .main)

CXCallController —— 呼叫管理

CXCallController —— 客户端对象，应用通过它请求对呼叫进行操作：开始、结束、保持、切换。请求通过 CXTransaction 发送到 CallKit，其中包含 CXAction 对象数组。CallKit 验证每个操作，如果在当前状态下允许，则执行它。

let controller = CXCallController()
let startCallAction = CXStartCallAction(
    callUUID: UUID(),
    handle: CXHandle(type: .phoneNumber, value: "+15551234567")
)
startCallAction.isVideo = true
controller.request(CXTransaction(action: startCallAction))

CXProviderDelegate —— 事件处理

提供者的委托接收来自 CallKit 的所有事件。关键方法是 providerDidBegin，表示呼叫已开始。在 provider:performAnswerCallAction 中，应用必须启动音频会话：激活 AVAudioSession 并开始媒体传输。如果应用在限定时间内未激活音频会话，CallKit 将结束呼叫。

• providerDidBegin —— 呼叫已开始，可以准备音频
• provider:performAnswerCallAction —— 用户已应答，需要激活 AVAudioSession
• provider:performEndCallAction —— 呼叫已结束，需要停止媒体
• provider:performSetMutedCallAction —— 切换麦克风

将 PushKit 与 CallKit 集成以接收来电

PushKit —— 将来电 VoIP 呼叫传递到 CallKit 的必需组件。普通的推送通知（APNs）具有不可预测的延迟，如果应用在后台，则不能保证传递。PushKit 使用与 Apple 服务器的持久 TCP 连接即时传递 VoIP 通知，这对于实时呼叫至关重要。

工作流程：服务器通过 PushKit 发送 VoIP 通知 → 应用在 pushRegistry:didReceiveIncomingPushWithPayload 中接收它 → 应用立即通过 CXProvider 显示来电呼叫 → CallKit 显示系统呼叫屏幕。一切都在瞬间发生，用户看到呼叫与它到达服务器同时发生。

从 iOS 13 开始，Apple 引入了限制：VoIP 通知应仅用于指示来电。禁止使用 PushKit 进行后台数据加载或内容更新 —— 此类应用可能会在审核中被拒绝。这一变化使 VoIP 生态系统更加可预测，因为所有 PushKit 通知现在都保证与呼叫相关。

处理来电 PushKit 通知的示例

func pushRegistry(
    _ registry: PKPushRegistry,
    didReceiveIncomingPushWith payload: PKPushPayload,
    for type: PKPushType
) {
    let uuid = UUID()
    let update = CXCallUpdate()
    update.remoteHandle = CXHandle(
        type: .phoneNumber,
        value: payload.dictionaryPayload["caller"]
    )
    update.hasVideo = false
    
    provider.reportNewIncomingCall(with: uuid, update: update)
}

Call Directory Extension：阻止和识别号码

Call Directory Extension —— 应用扩展，允许应用向系统提供号码列表以供识别（显示来电者姓名）和阻止。该扩展独立于主应用工作：系统在激活时从扩展加载数据，所有后续操作无需应用参与即可执行，从而节省资源并提高安全性。

该扩展使用 CXCallDirectoryManager 管理数据。应用通过主进程将号码添加到扩展的数据库，然后调用 reloadExtension 更新系统缓存。Apple 建议每小时最多更新一次数据，以避免不必要的系统负载。

Call Directory Extension 实现示例

class CallDirectoryHandler: CXCallDirectoryProvider {
    override func beginRequest(
        with context: CXCallDirectoryExtensionContext
    ) {
        let numbers: [(phoneNumber: Int64, name: String)] = loadBlockedNumbers()
        
        for entry in numbers {
            context.addIdentificationEntry(
                withNextSequentialPhoneNumber: entry.phoneNumber,
                label: entry.name
            )
        }
        context.completeRequest()
    }
}

Swift 中 CallKit 集成示例

完整的 CallKit 集成需要配置三个组件：提供者配置、通过 PushKit 处理来电以及管理音频会话。下面是一个最小工作示例，它处理来电 VoIP 呼叫，通过 CallKit 显示它，并激活音频。

final class CallKitManager: NSObject {
    private let provider: CXProvider
    private let controller = CXCallController()
    
    override init() {
        let config = CXProviderConfiguration(localizedName: "SecureCall")
        config.supportedHandleTypes = [.phoneNumber]
        config.maximumCallGroups = 1
        self.provider = CXProvider(configuration: config)
        super.init()
        provider.setDelegate(self, queue: .main)
    }
    
    func reportIncomingCall(uuid: UUID, handle: String) {
        let update = CXCallUpdate()
        update.remoteHandle = CXHandle(type: .phoneNumber, value: handle)
        provider.reportNewIncomingCall(with: uuid, update: update)
    }
}

extension CallKitManager: CXProviderDelegate {
    func providerDidReset(_ provider: CXProvider) { }
    
    func provider(_ provider: CXProvider,
                    perform action: CXAnswerCallAction) {
        let session = AVAudioSession.sharedInstance()
        try? session.setCategory(.playAndRecord)
        try? session.setActive(true)
        action.fulfill()
    }
}

不同平台上 CallKit 的限制和特点

CallKit 在 iOS、macOS 和 iPadOS 上可用，但框架的行为在不同平台上有所不同。在 iOS 上，CallKit 完全正常工作：系统呼叫屏幕、锁定屏幕、CarPlay 集成。在 iPadOS 上，呼叫显示为系统横幅，而不是全屏界面。在 macOS 上，CallKit 从 macOS 10.14 Mojave 开始可用，但仅适用于使用 Catalyst 构建或直接使用 AppKit 的 Mac 应用。

关键限制 —— CallKit 在 watchOS 上不支持。Apple Watch 开发者无法在手表上通过系统界面显示 VoIP 呼叫。相反，watchOS 应用通过 WCSession 接收关于呼叫的通知，并且必须实现自己的呼叫屏幕。CallKit 在模拟器上也无法使用 —— VoIP 功能的测试只能在物理设备上进行。

CallKit 在 iOS、iPadOS 和 macOS 上的比较