官方网站：
https://developer.apple.com/documentation/uikit/core_app/managing_your_app_s_life_cycle/preparing_your_app_to_run_in_the_background?language=objc

一、iOS 应用程序5个状态
1、停止运行-应用程序已经终止，或者还未启动。
2、不活动-应用程序处于前台但不再接收事件（例如，用户在app处于活动时锁住了设备）。
3、活动-app处于“使用中”的状态。
4、后台-app不再屏幕上显示，但它仍然执行代码。
5、挂起-app仍然驻留内存但不再执行代码。
按下Home键时，app从活动状态转入后台，绝大部分app通常在几秒内就从后台变成了挂起，在内存吃紧的时候，iphone会首先关闭那些挂起的app。

二、历程
从 iOS 4 开始，应用就可以在退到后台后，继续运行一小段时间（10 分钟）；还可以把自己声明为需要在后台运行，就能不限时地运行了。不过限制为播放音乐、使用 GPS 、voip。
iOS 5 开始又多了一种类型：下载报刊杂志。iOS 7 则可以下载各种玩意和定时抓取。
在iOS 7 以前，应用进入后台继续运行时，如果用户锁屏了，那么 iOS 会等待应用运行完，才进入睡眠状态。然而在 iOS 7 以后，系统会很快进入睡眠状态，那些后台应用也就暂停了。如果收到事件被唤醒（例如定时事件、推送、位置更新等），后台应用才能继续运行一会。因为处理过程变成了断断续续的，因此下载时也要使用 NSURLSession 来处理。

三、后台模式
1、Background Audio
这是后台的音频，这个很早之前便有，也是iOS设备中用得最多的后台应用，调用这个接口可以实现后台的音乐播放。

2、Picture in Picture
画中画是 iPad 版本的 iOS 9 新增加的功能，可以在 iOS 的桌面，或者其他应用的界面的上面播放视频，从而该视频区域所属的应用就可以后台运行了。此功能现在只在 iPad 应用中提供。

3、VoIP
后台语音服务，类似Skype通话应用需要调用，可进行后台的语音通话。

4、Location Services
这是后台的定位，系统会拥有统一页面进行管理。

5、Newsstand downloads
在 iOS 开发中，有一类叫报刊杂志类应用比较特别，在 iOS 9 之前的系统中，此类应用会统一收在系统内置的「报刊杂志」应用中，在 iOS 9 中则去掉了内置的「报刊杂志」应用，此类应用得以以单独的图标入口出现在桌面中。此后台运行的选项就是提供给报刊杂志类应用可以在后台下载及处理报刊杂志内容，而下载的过程需要使用 NewsstandKit 中的 NKAssetDownload 进行下载。需要注意的是，下载的过程中，应用可能还是会被挂起，甚至应用被退出，而 iOS 会在 Wi-Fi 环境下继续下载，直到下载完成。而一旦下载完成，如果应用只是被挂起，则 iOS 会唤醒对应的应用，回调对应的事件；如果应用已经退出，则会启动应用，在启动参数中会带上对应的标识表示这次启动是因为下载报刊杂志内容完成。

6、External Accessory communication
此选项提供给一些 MFi 外设通过蓝牙，或者 Lightning 接头等方式与 iOS 设备连接，从而可在外设发送消息时，唤醒已经被挂起的应用。而一旦被唤醒，一般情况下， 应用只有最多 10 秒钟的执行时间。MFi 外设：是指通过苹果 MFi 认证的设备，而 MFi 认证是对其授权配件厂商生产的外置配件的一种标识使用许可，是 Made for iOS 的英文缩写。

7、Uses Bluetooth LE accessories
此选项与 External Accessory communication 类似，只是此选项无需限制 MFi 外设，而需要的是 Bluetooth LE 设备。

8、Acts as a Bluetooth LE accessory
此选项是指 iOS 设备作为一个蓝牙外设连接时，对应的应用可以后台运行，但是使用此模式需要用户进行授权认证。

9、Background fetch
iOS 7 新增加的一个选项，用于即使在后台，也需要频繁更新数据的应用。例如一个 PM2.5 的应用，需要几个小时更新一次数据，那么可以开启此选项，设置一个时间间隔，从而让 iOS 在间隔时间内在后台启动该应用，执行指定数据的获取工作，而此过程最多只能执行 30 秒钟。
iOS 7新增的background fetch，这个后台接口在苹果WWDC 2013上有提及，其会根据用户行为自动调整达到效率最优的后台模式，能够处理不是很有时效性的信息获取。例如一些社交、新闻类的应用的后台信息更新，iOS系统便会根据应用启动频率、时间和当前网络和电量的状况来智能分配每个应用的后台获取频率和启动时长

10、Remote notifications
iOS 7 新增加的一个选项，是一种静默推送，它有别于一般的推送，应用收到此类推送后，不会有任何的界面提示，而当应用退出或者挂起时收到此类推送，iOS 也会启动或者唤醒对应的应用。例如一个阅读应用，用户订阅的博客更新了，那么可以先发一个静默推送，应用收到此种推送后，可以先把用户订阅的博客内容都下载好，再通知用户，这样用户一打开应用就可以马上开始阅读。收到静默推送，会回调对应的回调方法，而此回调方法最多只能执行 30 秒钟。

四、如何保持程序在后台长时间运行
一般开发者开发出来的应用程序后台受到以下限制：
1.用户按Home之后，App转入后台进行运行，此时拥有180s后台时间（iOS7）或者600s（iOS6）运行时间可以处理后台操作
2.当180S或者600S时间过去之后，可以告知系统未完成任务，需要申请继续完成，系统批准申请之后，可以继续运行，但总时间不会超过10分钟。
3.当10分钟时间到之后，无论怎么向系统申请继续后台，系统会强制挂起App，挂起所有后台操作、线程，直到用户再次点击App之后才会继续运行。
当然iOS也保留一些可实现后台长时间运行的方法
1.VOIP
2.定位服务
3.后台下载
4.在后台一直播放无声音乐
5….更多
其中VOIP需要绑定一个Socket链接并申明给系统，系统将会在后台接管这个连接，一旦远端数据过来，你的App将会被唤醒10s（或者更少）的时间来处理数据，超过时间或者处理完毕，程序继续休眠。

示例：高德地图持续定位
https://lbs.amap.com/api/ios-location-sdk/guide/get-location/seriallocation/

官方网站：
https://developer.apple.com/documentation/uikit/core_app/managing_your_app_s_life_cycle/preparing_your_app_to_run_in_the_background?language=objc

扩展
Background Task Completion（后台任务），这个接口早在iOS 4时候便拥有，其可以供任意类型的APP使用，不过在旧系统中，这个接口的后台限制运行时间仅为10分钟，意味着当应用退至后台，其后台运行仅能持续10分钟便会转至休眠状态。iOS 7中对这个接口作出了改变，原来的为连续10分钟，即不论你这10分钟内用户是否关闭屏幕进入休眠状态，应用仍然会在后台等待10分钟完结后推出，而新的改进为假如遇到关闭屏幕休眠的情况，这后台运行的10分钟便会跟随一同休眠，剩余的后台时间将会留待用户再一次唤醒设备才计算。这样后台运行的时间仍然为10分钟，但并不连续，这样做的优点为省电。

基于 NSURLSession 的后台传输
此为 iOS 7 新增加的特性，用于在后台下载或者上传大文件，步骤如下：创建后台传输用的 NSURLSession 对象；向这个对象中加入对应的传输的 NSURLSessionTask，并开始传输；在实现 AppDelegate 里实现 -application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler: 方法，以刷新 UI 及通知系统传输结束。一旦后台传输的状态发生变化（包括正常结束和失败）的时候，应用将被唤醒并运行 AppDelegate 中的回调。但是也有一些限制，后台传输只会通过 Wi-Fi 来进行。后台下载的时间与以前的关闭应用后X分钟的模式不一样，而是为了节省电力变为离散式的下载。
代码实现可以参考：http://onevcat.com/2013/08/ios7-background-multitask/