iOS状态栏问题探究

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碰到的问题

最近在适配UI的时候，发现在iOS13及以后的版本进入一个视频播放页面后，调用更改状态栏的API无效了。后面发现是由于iOS13以后对Scene的适配以及一个隐藏的UIWindow导致的，iOS13加入Scene后，系统状态栏的实现发现了很大的变化。这里对iOS状态栏进行一个系统的总结备后续参考。

如何控制状态栏

使用`UIApplication`控制（iOS7之前）

在iOS7之前，一般都是通过直接使用UIApplication来变更状态栏的样式和隐藏状态。

//UIApplication
@available(iOS, introduced: 2.0, deprecated: 9.0, message: "Use -[UIViewController preferredStatusBarStyle]")
    open func setStatusBarStyle(_ statusBarStyle: UIStatusBarStyle, animated: Bool)

@available(iOS, introduced: 3.2, deprecated: 9.0, message: "Use -[UIViewController prefersStatusBarHidden]")
open func setStatusBarHidden(_ hidden: Bool, with animation: UIStatusBarAnimation)

我们可以直接通过调用：UIApplication.shared.setStatusBarStyle(.lightContent, animated: true)来修改状态栏，非常的简单粗暴。但是在复杂逻辑中，这样全局的设置容易造成混乱和不好维护。所以在iOS7后提供了新的控制体系，并把上述方法在iOS9标记为deprecated。

`View controller-based status bar appearance`方式（iOS7之后）

Apple在iOS7中提供了新的状态栏控制方法，由VC去负责自己生命周期中的状态栏控制。使用新方法首先要在Info.plist中将View controller-based status bar appearance 设为YES。

...
<key>UIViewControllerBasedStatusBarAppearance</key>
<true/>
...

然后在相应的VC中重写两个控制方法：

func changeStatusBar() {
    statusBarStyle = .lightContent
    isStatusBarHidden = true
    // 调用后状态栏才会刷新
    setNeedsStatusBarAppearanceUpdate()
}

// 控制状态栏样式
override var preferredStatusBarStyle: UIStatusBarStyle {
    get {
        return statusBarStyle
    }
}

// 控制状态栏隐藏状态
public override var prefersStatusBarHidden: Bool {
    get {
        return isStatusBarHidden
    }
}

通过上述代码，我们就可以通过VC来控制当前它所在视图的状态栏的样式。但是在实际使用中并没有这样简单，因为VC可能是嵌套在UINavigationController中，或者我需要VC的childViewControllers来控制状态栏的样式等。这就涉及到控制权限问题了。

子控制器的控制权限问题

这种类型非常简单，如果你想要使用子控制器来更改状态栏的状态，重写UIViewController的childForStatusBarStyle方法即可：

override var childForStatusBarStyle: UIViewController? {
    let childVC = children[0]
    // 将控制权限交给childVC
    return childVC
}

override var childForStatusBarHidden: UIViewController? {
    let childVC = children[0]
    // 将控制权限交给childVC
    return childVC
}

这样状态栏的控制权限就交给了子控制器childVC。

`UINavigationController`的控制权限问题

这种情况涉及到导航栏，会复杂一些，分为状态栏是否可见两种场景，它的规则如下：

当NavigationBar不可见时，由它栈顶的topViewController控制状态栏。
当NavigationBar可见时，由它自身控制状态栏。这种情况下，由它的barStyle属性决定状态栏的样式：
- 当barStyle = .default 时，NavigationBar显示为白色，此时StatusBar显示为黑色
- 当barStyle = .black 时，NavigationBar 显示为白色，此时StatusBar显示为白色

如果你既不想隐藏状态栏，又想让topViewController来控制状态栏，那么可以像上面子控制器的控制权限问题的方法一样，重写childForStatusBarStyle和childForStatusBarHidden即可。

`Modal Presentation`的控制权限问题

当我们presnet一个VC时，它的状态栏由谁控制，取决于它是否是全屏展示。现在VC默认的modalPresentationStyle是UIModalPresentationStyle.automatic，并不是全屏展示，所以默认情况下它自身并不控制状态栏。但是当我们将modalPresentationStyle改为UIModalPresentationStyle.fullScreen后，它变成了全屏展示，就获得了状态栏的控制权。

如果既不想让present的VC全屏显示，又想让它控制状态栏，那么将它的modalPresentationCapturesStatusBarAppearance属性设置为true即可。

iOS13之前状态栏的底层实现及状态栏无法控制的场景

在iOS13之前，状态栏是通过UIWindow来实现的，可以很方便的通过UIApplication拿到状态栏对应的视图。

以前还有通过状态栏获取网络状态等骚操作。

在iOS13之前，我们可以通过如下代码来分析状态栏：

// 获取到状态栏
id bar = [[UIApplication sharedApplication] valueForKey:@"_statusBar"];
NSLog(@"class:%@, superClass:%@", [bar class], [bar superclass]);
NSLog(@"superview:%@", [bar superview]);
/*
Demo[28973:959757] class:UIStatusBar, superClass:UIStatusBar_Base
Demo[28973:959757] superView:<UIStatusBarWindow: 0x7fcbd8d0c9b0; frame = (0 0; 320 568); opaque = NO; gestureRecognizers = <NSArray: 0x600002b4def0>; layer = <UIWindowLayer: 0x6000025581c0>>
*/

从上述样例可以看到，状态栏的类名叫UIStatusBar，它继承自UIStatusBar_Base，被添加在UIStatusBarWindow（UIWindow的子类）上被显示出来。

当我们新建一个UIWindow，将它隐藏，它是不会影响到keyWindow的状态栏控制的，但是当将它设为不隐藏并且将frame的值设为UIScreen.main.bounds的时候，keyWindow的状态栏控制将会失效。有趣的是，将frame改小或改大后，都不会导致失效，只有值为UIScreen.main.bounds的时候才会导致异常，感觉像是iOS的源码里面有代码逻辑来判断frame是否与UIScreen.main.bounds相等一样。

windowLevel不影响上述结论

iOS13之后状态栏的底层实现及状态栏无法控制的场景

iOS13之后，状态栏的底层实现完全发生了变化，从UIApplication取_statusBar只会返回nil，对UIStatusBar，UIStatusBar_Base，UIStatusBarWindow等类的初始化方法hook，发现都没有被调用。这说明iOS13之后，状态栏的视图实现逻辑被完全重构了。

iOS13新增了一个UIStatusBarManager类（之前也有，但是是私有的）,系统源码如下：

@available(iOS 13.0, *)
open class UIStatusBarManager : NSObject {
    open var statusBarStyle: UIStatusBarStyle { get }

    open var isStatusBarHidden: Bool { get }

    open var statusBarFrame: CGRect { get } // returns CGRectZero if the status bar is hidden
}

extension UIWindowScene {
    @available(iOS 13.0, *)
    open var statusBarManager: UIStatusBarManager? { get }
}

通过runtime打印出它的成员变量和方法列表分别如下：

// 成员变量列表
"_overriddingStatusBarHidden" = "@";
"_scene" = UIScene;
"_statusBarFrameIgnoringVisibility" = "GRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}";
debugDescription = NSString;
debugMenuHandler = "@";
defaultStatusBarHeight = "@";
description = NSString;
hash = "@";
inStatusBarFadeAnimation = "@";
localStatusBars = NSMutableSet;
statusBarAlpha = "@";
statusBarFrame = "GRect={CGPoint=dd}{CGSize=dd}";
statusBarHeight = "@";
statusBarHidden = "@";
statusBarPartStyles = NSDictionary;
statusBarStyle = "@";
superclass = "@";
windowScene = UIWindowScene;

// 方法列表
.cxx_destruct
_settingsDiffActionsForScene:
initWithScene:
_scene
_setScene:
windowScene
isStatusBarHidden
defaultStatusBarHeightInOrientation:
statusBarStyle
statusBarHeight
setWindowScene:
updateStatusBarAppearance
updateLocalStatusBars
statusBarHidden
statusBarAlpha
setupForSingleLocalStatusBar
updateStatusBarAppearanceWithAnimationParameters:
statusBarFrameForStatusBarHeight:
defaultStatusBarHeight
_updateStatusBarAppearanceWithClientSettings:transitionContext:animationParameters:
_updateVisibilityForWindow:targetOrientation:animationParameters:
_updateStyleForWindow:animationParameters:
_updateAlpha
_visibilityChangedWithOriginalOrientation:targetOrientation:animationParameters:
activateLocalStatusBar:
_updateLocalStatusBar:
statusBarFrame
_handleScrollToTopAtXPosition:
_adjustedLocationForXPosition:
_setOverridingStatusBarHidden:
_setOverridingStatusBarHidden:animationParameters:
statusBarFrameForStatusBarHeight:inOrientation:
_statusBarFrameIgnoringVisibility
updateStatusBarAppearanceWithClientSettings:transitionContext:
deactivateLocalStatusBar:
createLocalStatusBar
handleTapAction:
_isOverridingStatusBarHidden
localStatusBars
setLocalStatusBars:
statusBarPartStyles
isInStatusBarFadeAnimation
debugMenuHandler
setDebugMenuHandler:

通过runtime调用createLocalStatusBar创建状态栏发现状态栏的类名是：_UIStatusBarLocalView，对这个类及它相关属性进行分析，然后进行hook，发现这些类运行时都没有创建和使用，线索到这里就断了。

虽然底层实现发生了变化，但是状态栏状态变更的接口和结果依然和之前版本保持一致，上面说的导致keyWindow的状态栏控制失效的场景也依然存在。但是我在实际开发中碰到了一个更诡异的问题，在我们现在的项目中，需要适配CarPlay，所以使用了Scene，使用Scene后，所有的UIWindow必须设置它的windowScene属性，它才能正确显示在对应的scene中，由于项目中引用了DoraemonKit等第三方框架，它们内部使用UIWindow进行显示，为了让项目正常运行，同事hook了一些代码：

@implementation UIView (SceneHook)
+ (void)load {
    if (@available(iOS 13.0, *)) {
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            SEL selector = @selector(initWithFrame:);
            Method method = class_getInstanceMethod(self, selector);
            if (!method) {
                NSAssert(NO, @"Method not found for [UIView initWithFrame:]");
            }
            IMP imp = method_getImplementation(method);
            class_replaceMethod(self, selector, imp_implementationWithBlock(^(UIView *self, CGRect frame) {
                ((UIView * (*)(UIView *, SEL, CGRect))imp)(self, selector, frame);
                
                if ([self isKindOfClass:UIWindow.class]) {
                    UIWindowScene *scene = [UIApplication sharedApplication].keyWindow.windowScene;
                    [(UIWindow *)self setWindowScene:scene];
                }
                return self;
            }), method_getTypeEncoding(method));
        });
    }
}

@end

我们有接入腾讯的视频播放SDK，它在播放视频时会创建一个window单例：SuperPlayerWindow，用于实现播放器小窗功能，这个window默认是隐藏的，在iOS13之前没有问题，但是在iOS13及之后会导致keyWindow中VC的状态栏控制功能失效。（注意这个window是隐藏不显示的）

吐槽下，整一个视图单例，创建后就在app生命周期中一直存在，这种设计明显是不合理的。

将这个SuperPlayerWindow的frame设为UIScreen.main.bounds之外的值可以解决这个问题，将上述hook代码进行如下修改也可以解决这个问题：

@implementation UIWindow (SceneHook)
+ (void)load {
    if (@available(iOS 13.0, *)) {
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            SEL selector = @selector(initWithFrame:);
            Method method = class_getInstanceMethod(self, selector);
            if (!method) {
                NSAssert(NO, @"Method not found for [UIWindow initWithFrame:]");
            }
            IMP imp = method_getImplementation(method);
            class_replaceMethod(self, selector, imp_implementationWithBlock(^(UIWindow *self, CGRect frame) {
                ((UIWindow * (*)(UIWindow *, SEL, CGRect))imp)(self, selector, frame);
                UIWindowScene *scene = [UIApplication sharedApplication].keyWindow.windowScene;
                [(UIWindow *)self setWindowScene:scene];
                return self;
            }), method_getTypeEncoding(method));
        });
    }
}

@end

上述两段代码没有看到和状态栏有什么关联的地方，但是却实实在在的产生影响，受制于iOS的UIKit是闭源的，没法通过源码查找它的产生的原因，如果你有什么思路，欢迎留言讨论～

iOS状态栏问题探究

碰到的问题

如何控制状态栏

使用UIApplication控制（iOS7之前）

View controller-based status bar appearance方式（iOS7之后）

子控制器的控制权限问题

UINavigationController的控制权限问题

Modal Presentation的控制权限问题