在移动应用开发中，应用未启动时的通知推送是提升用户体验的核心需求之一。当用户未主动启动 App 时，如何通过手机通知栏触达用户，确保关键信息（如订单提醒、系统警报）不丢失？本文将尝试解析从 系统推送服务集成 到 消息存储与唤醒 的全链路实现方案，涵盖 Android（FCM）、iOS（APNs）、Spring Boot 服务端与 Redis 存储的完整技术栈。
一、核心问题与架构设计
1.1 核心问题定义
需求的核心是：当 App 处于后台或未启动状态时，服务器需将通知推送至手机，通过系统通知栏提示用户。关键挑战包括：
- App 离线：无法通过传统长连接（如 SSE/WebSocket）直接推送。
- 用户无感知：需通过系统级通知（通知栏）触发用户注意。
- 消息完整性：用户打开 App 后需完整查看所有离线通知。
1.2 整体架构设计
方案核心依赖 系统推送服务（触发通知栏）与 Redis 消息存储（持久化未读消息），架构图如下：
二、客户端集成：获取设备 Token 与上报
系统推送的前提是获取设备的唯一标识（Token），Android（FCM）与 iOS（APNs）的 Token 获取与上报逻辑不同。
2.1 Android：集成 FCM 获取 Token
FCM（Firebase Cloud Messaging）是 Android 官方推送服务，自动为设备生成唯一 Token。
2.1.1 配置 Firebase 项目
- 登录 https://console.firebase.google.com/，创建新项目。
- 在项目设置中添加 Android 应用（输入包名，如
com.example.app）。 - 下载
google-services.json，放入 Android 项目的app/目录。
2.1.2 集成 FCM SDK 并获取 Token
在 build.gradle（Module: app）中添加依赖：
dependencies {implementation 'com.google.firebase:firebase-messaging:23.6.0'
}
通过 FirebaseMessagingService 监听 Token 生成：
class MyFirebaseMessagingService : FirebaseMessagingService() {// Token 生成或刷新时回调override fun onNewToken(token: String) {super.onNewToken(token)// 上报 Token 到服务器（关联用户 ID）reportDeviceTokenToServer(token)}private fun reportDeviceTokenToServer(token: String) {val userId = getCurrentUserId() // 用户登录后获取val retrofit = Retrofit.Builder().baseUrl("https://your-server.com/").addConverterFactory(GsonConverterFactory.create()).build()val service = retrofit.create(DeviceTokenApi::class.java)service.registerDeviceToken(userId, token).enqueue(object : Callback<Void> {override fun onResponse(call: Call<Void>, response: Response<Void>) {Log.d("FCM", "Token 上报成功")}override fun onFailure(call: Call<Void>, t: Throwable) {Log.e("FCM", "Token 上报失败: ${t.message}")// 本地缓存 Token，后续重试}})}
}// 设备 Token 上报接口
interface DeviceTokenApi {@POST("device-token/register")fun registerDeviceToken(@Query("userId") userId: String,@Query("token") token: String): Call<Void>
}
2.2 iOS：集成 APNs 获取 Token
APNs（Apple Push Notification service）是 iOS 官方推送服务，需通过证书认证。
2.2.1 生成 APNs 证书
- 登录 https://developer.apple.com/account/，创建“推送通知”证书（开发/生产环境）。
- 导出
.p12证书（用于服务器端签名推送请求）。
2.2.2 配置 Xcode 项目
- 在 Xcode 中启用“Push Notifications”能力，确保 Bundle ID 与开发者后台一致。
- 在
AppDelegate中监听 Token 生成：
@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {UNUserNotificationCenter.current().delegate = selfapplication.registerForRemoteNotifications()return true}// 获取设备 Token 成功func application(_ application: UIApplication, didRegisterForRemoteNotificationsWithDeviceToken deviceToken: Data) {let token = deviceToken.map { String(format: "%02.2hhx", $0) }.joined()reportDeviceTokenToServer(token)}private func reportDeviceTokenToServer(_ token: String) {let userId = getCurrentUserId() // 用户登录后获取let url = URL(string: "https://your-server.com/device-token/register")!var request = URLRequest(url: url)request.httpMethod = "POST"request.httpBody = try? JSONEncoder().encode(["userId": userId, "token": token])URLSession.shared.dataTask(with: request) { _, _, error inif let error = error {print("Token 上报失败: \(error.localizedDescription)")// 本地缓存 Token，后续重试} else {print("Token 上报成功")}}.resume()}
}
三、服务端开发：推送触发与消息存储
3.1 系统推送服务集成
服务器需通过 FCM 向 Android 设备推送，通过 APNs 向 iOS 设备推送。
3.1.1 FCM 推送实现（Android）
使用 Firebase Admin SDK 发送推送：
@Component
public class FcmPushClient {private final FirebaseApp firebaseApp;public FcmPushClient() throws IOException {// 加载 google-services.jsonFirebaseOptions options = new FirebaseOptions.Builder().setCredentials(GoogleCredentials.fromStream(getClass().getResourceAsStream("/google-services.json"))).build();FirebaseApp.initializeApp(options);this.firebaseApp = FirebaseApp.getInstance();}public void sendFcmNotification(String deviceToken, NotificationMessage message) {FirebaseMessaging messaging = FirebaseMessaging.getInstance(firebaseApp);Message fcmMessage = Message.builder().setToken(deviceToken).putAllData(buildFcmData(message)).build();try {String response = messaging.send(fcmMessage);log.info("FCM 推送成功，响应: {}", response);} catch (FirebaseMessagingException e) {log.error("FCM 推送失败: {}", e.getMessage());// 记录失败 Token，后续清理}}private Map<String, Object> buildFcmData(NotificationMessage message) {Map<String, Object> data = new HashMap<>();data.put("title", message.getTitle()); // 通知标题data.put("body", message.getContent()); // 通知内容data.put("click_action", "OPEN_ORDER_DETAIL"); // 点击 Actiondata.put("orderId", message.getOrderId()); // 跳转参数return data;}
}
3.1.2 APNs 推送实现（iOS）
使用 pushy 库发送 APNs 推送：
@Component
public class ApnsPushClient {private final ApnsClient apnsClient;public ApnsPushClient(@Value("${apns.cert-path}") String certPath,@Value("${apns.team-id}") String teamId,@Value("${apns.key-id}") String keyId,@Value("${apns.bundle-id}") String bundleId) throws Exception {ApnsSigningKey signingKey = ApnsSigningKey.loadFromPkcs8File(new File(certPath), teamId, keyId);this.apnsClient = new ApnsClientBuilder().setSigningKey(signingKey).setApnsServer(ApnsClientBuilder.PRODUCTION_APNS_HOST).build();}public void sendApnsNotification(String deviceToken, NotificationMessage message) {ApnsNotification apnsNotification = new ApnsNotification(deviceToken,new ApnsPayloadBuilder().setAlertTitle(message.getTitle()).setAlertBody(message.getContent()).setSound("default").setBadge(1).build());apnsNotification.getCustomData().put("orderId", message.getOrderId());try {Future<PushNotificationResponse<ApnsNotification>> future = apnsClient.sendNotification(apnsNotification);PushNotificationResponse<ApnsNotification> response = future.get();if (!response.isAccepted()) {log.error("APNs 推送失败: {}", response.getRejectionReason());}} catch (Exception e) {log.error("APNs 推送异常: {}", e.getMessage());}}
}
3.2 消息存储：Redis 持久化未读通知
使用 Redis 存储未读通知，确保用户打开 App 后能拉取所有未读消息。
3.2.1 消息实体设计
@Data
@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class AppNotification {private String notificationId; // 全局唯一 ID（UUID）private String userId; // 用户 IDprivate String title; // 通知标题（通知栏显示）private String content; // 通知内容（通知栏显示）private String jumpUrl; // 点击跳转链接（如订单详情页）private long timestamp; // 时间戳（毫秒级）private int priority; // 优先级（1-高，2-普通）private boolean isRead; // 是否已读（默认 false）
}
3.2.2 Redis 存储服务实现
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class NotificationStorageService {private final RedisTemplate<String, AppNotification> redisTemplate;private final ObjectMapper objectMapper;// 存储未读通知到 Redis ZSET（按时间排序）public void saveUnreadNotification(AppNotification notification) {String key = "app_notifications:" + notification.getUserId();try {String value = objectMapper.writeValueAsString(notification);redisTemplate.opsForZSet().add(key, value, notification.getTimestamp());redisTemplate.expire(key, 7, TimeUnit.DAYS); // 7 天过期} catch (JsonProcessingException e) {log.error("通知序列化失败: {}", e.getMessage());throw new RuntimeException("通知存储失败");}}// 拉取未读通知（最近 20 条，按时间倒序）public List<AppNotification> fetchUnreadNotifications(String userId) {String key = "app_notifications:" + userId;Set<String> notifications = redisTemplate.opsForZSet().range(key, 0, 19);return notifications.stream().map(this::deserializeNotification).collect(Collectors.toList());}private AppNotification deserializeNotification(String json) {try {return objectMapper.readValue(json, AppNotification.class);} catch (JsonProcessingException e) {log.error("通知反序列化失败: {}", e.getMessage());return null;}}
}
3.3 推送触发逻辑：在线/离线判断
服务器需判断 App 是否在线（通过心跳或 SSE 连接状态），决定是否触发系统推送。
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class NotificationService {private final FcmPushClient fcmPushClient;private final ApnsPushClient apnsPushClient;private final NotificationStorageService storageService;private final DeviceTokenService deviceTokenService;private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;public void sendNotification(NotificationMessage message) {String userId = message.getUserId();String deviceToken = deviceTokenService.getDeviceToken(userId);if (deviceToken == null) {log.warn("用户 {} 无有效设备 Token，无法推送", userId);return;}AppNotification notification = AppNotification.builder().notificationId(UUID.randomUUID().toString()).userId(userId).title(message.getTitle()).content(message.getContent()).jumpUrl(message.getJumpUrl()).timestamp(System.currentTimeMillis()).priority(message.getPriority()).isRead(false).build();// 判断 App 是否在线（通过 Redis 心跳记录）boolean isAppOnline = redisTemplate.hasKey("app_heartbeat:" + userId);if (isAppOnline) {// 在线：通过 SSE 实时推送（略）sseService.pushToUser(userId, notification);} else {// 离线：触发系统推送 + 存储if (deviceToken.startsWith("fcm_")) {fcmPushClient.sendFcmNotification(deviceToken, message);} else if (deviceToken.startsWith("apns_")) {apnsPushClient.sendApnsNotification(deviceToken, message);}storageService.saveUnreadNotification(notification);}}
}
四、用户唤醒与跳转实现
用户点击通知后，App 需唤醒并跳转至指定页面（如订单详情页）。
4.1 Android：通知点击跳转
通过 PendingIntent 配置跳转目标：
object NotificationUtils {fun showNotification(context: Context, notification: AppNotification) {createNotificationChannel(context)val intent = Intent(context, OrderDetailActivity::class.java).apply {putExtra("orderId", extractOrderIdFromJumpUrl(notification.jumpUrl))flags = Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK or Intent.FLAG_ACTIVITY_CLEAR_TASK}val pendingIntent = PendingIntent.getActivity(context,0,intent,PendingIntent.FLAG_UPDATE_CURRENT or PendingIntent.FLAG_IMMUTABLE)val notificationBuilder = NotificationCompat.Builder(context, "order_channel").setContentTitle(notification.title).setContentText(notification.content).setSmallIcon(R.drawable.ic_order_notification).setContentIntent(pendingIntent).setAutoCancel(true).build()val manager = context.getSystemService(NotificationManager::class.java)manager.notify(notification.notificationId.hashCode(), notificationBuilder)}private fun extractOrderIdFromJumpUrl(jumpUrl: String): String {val pattern = Pattern.compile("orderId=(\\w+)")val matcher = pattern.matcher(jumpUrl)return if (matcher.find()) matcher.group(1) else ""}
}
4.2 iOS：通知点击跳转
通过 UNUserNotificationCenterDelegate 处理点击事件：
extension AppDelegate: UNUserNotificationCenterDelegate {func userNotificationCenter(_ center: UNUserNotificationCenter, didReceive response: UNNotificationResponse, withCompletionHandler completionHandler: @escaping () -> Void) {let userInfo = response.notification.request.content.userInfoif let jumpUrl = userInfo["jumpUrl"] as? String {if let url = URL(string: jumpUrl) {let components = URLComponents(url: url, resolvingAgainstBaseURL: true)if let orderId = components?.queryItems?.first(where: { $0.name == "orderId" })?.value {let orderDetailVC = OrderDetailViewController()orderDetailVC.orderId = orderIdif let rootVC = window?.rootViewController {rootVC.navigationController?.pushViewController(orderDetailVC, animated: true)}}}}completionHandler()}
}
五、关键优化与注意事项
5.1 推送可靠性保障
- Token 校验：定期清理无效 Token（如用户卸载 App 后，FCM/APNs 会返回
InvalidToken错误）。 - 重试机制：推送失败时自动重试 3 次（使用 Spring Retry 注解）。
- 持久化存储：Redis 开启 RDB+AOF 持久化，防止服务端宕机导致消息丢失。
5.2 用户体验优化
- 通知优先级：高优先级通知（如支付成功）设置
priority: 1，确保立即显示；普通通知（如系统公告）设置priority: 2。 - 去重逻辑：为每条通知生成全局唯一 ID（UUID），客户端记录已读 ID，避免重复展示。
- 过期策略：设置 Redis 过期时间（如 7 天），自动清理长期未读的旧消息。
5.3 多平台适配
| 平台 | 系统推送服务 | 设备 Token 格式 | 通知点击跳转实现 |
|---|---|---|---|
| Android | FCM | 以 fcm_ 开头的字符串 | 配置 PendingIntent 跳转目标 Activity |
| iOS | APNs | 以 apns_ 开头的字符串 | 监听 UNUserNotificationCenter 事件 |
六、总结
通过 系统推送服务（APNs/FCM） 触发手机通知栏提醒，结合 Redis 消息存储 确保消息持久化，最终实现了“App 未启动时用户仍能感知通知”的目标。核心流程如下：
- 客户端集成：Android 集成 FCM，iOS 集成 APNs，获取设备 Token 并上报服务器。
- 服务器推送：判断 App 离线时，通过系统推送发送通知，并存储消息到 Redis。
- 用户唤醒：用户点击通知后，App 被唤醒并跳转至指定页面，完成通知闭环。
该方案兼顾实时性与可靠性，适用于外卖、网约车、即时通讯等需要离线通知的场景。实际开发中可根据业务需求扩展功能（如多设备支持、短信补发），进一步提升用户体验。
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