原生 iOS 与 Android 基础：Swift / Kotlin、生命周期与构建系统

0. 元信息

• 主题路径：docs/topics/mobile-cross-platform/subtopics/native-mobile-foundations/README.md
• 父主题：mobile-cross-platform
• 主分类：前端与客户端
• 辅助分类：工程技术
• 适合对象：会 React/Python、想做移动端、能用命令行与 IDE 的开发者
• 建议周期：1～2 周（每周 8～10 小时，重点是真机/模拟器实验）
• 前置知识：mobile-cross-platform 父主题 §0；Xcode 15+ 与 Android Studio Hedgehog+
• 最终目标：能用 SwiftUI / UIKit 与 Jetpack Compose 各实现一个含列表 + 网络 + 详情页的最小原生 App，并讲清 iOS ViewController 与 Android Activity 的生命周期差异

1. 学习路线

Swift 语法（可选类型 / 闭包 / ARC / async-await）
  → UIKit 与 SwiftUI 范式（ViewController / NavigationStack）
  → Kotlin 语法（空安全 / 协程 / data class）
  → Activity / Fragment / Compose 三种 Android 范式
  → Xcode / Android Studio 调试、Logcat、Instruments / Profiler
  → 双端最小可用 App：列表 + 网络 + 详情
  → 抓包与 SSL Pinning、签名与真机部署

先 iOS 一周、Android 一周，最后对比。

2. 阶段周数分配（46 周，每天 1.52 小时）

精简子主题按 iOS 一周、Android 一周、综合对比一周推进，再加一个综合项目周。

选 4 周方案时把第 5/6/7 阶段压成 1 周；选 6 周方案时按上表节奏。每周留 0.5 天复盘。

3. 九阶段表

关键陷阱：把 iOS 与 Android 的「生命周期」当同义词；忽略 ARC 与 GC 差异；网络请求塞主线程；签名用 long-lived 私钥。

4. 第一周任务

5. 阶段通用验收

1. 不看答案独立重写 iOS 与 Android 最小工程；
2. 用自己的话解释 ARC / GC、viewDidLoad / onCreate、URLSession / OkHttp 差异；
3. 画一张图：iOS 与 Android 生命周期对比；
4. 测试正常路径、生命周期异常、空数据、权限拒绝、网络 5xx；
5. 至少准备 3 组自定义数据并贴出实际渲染；
6. 记录冷启动、内存峰值、网络耗时；
7. 能修改既有 App 加网络层 / 加路由 / 加权限。

6. 最终验收

• 独立画出 iOS / Android 生命周期对比表；
• 完成至少 10 个实验：iOS 5 个 + Android 5 个；
• 双端最小原生 App 跑得通，并能上真机；
• 能用 10 分钟讲清 ARC vs GC、SwiftUI vs UIKit、Compose vs View 三组取舍。

7. 综合项目

实现「GitHub Repo 浏览器」原生双端 Demo：iOS SwiftUI + Android Compose + REST API + 详情页 + 收藏功能。成果合入父主题「跨端 Todo / 电商 / IM」综合项目。

本主题贡献

原生 iOS 与 Android 的真正基础是 Swift / Kotlin 的范式选择 + 生命周期模型，不是 IDE 熟练度。本子主题把「Swift 可选类型 + ARC」对照「Kotlin 空安全 + 协程」、把 UIKit 命令式 / SwiftUI 声明式、Android Fragment / Compose 范式、把 Instruments / Android Studio Profiler 作为调试抓手，串成一条主线。

3 职责

1. 用同一份”列表 + 网络 + 详情”需求，Swift 一份（SwiftUI + UIKit 互调）+ Kotlin 一份（Compose + Fragment 互调）各实现一遍，对比代码量与心智成本。
2. 把 Swift 可选类型（if let / guard let / ?? + ARC weak / [weak self]）对照 Kotlin 空安全（?. / ?: + 协程 CoroutineScope / viewModelScope.launch）讲清，把双向循环引用与 lateinit 误用导致的泄漏点列全。
3. 在 viewDidLoad / viewWillAppear / viewDidAppear 与 Activity 的 onCreate / onStart / onResume / onPause 各打日志，绘出旋转屏 / 后台 / 回前台三种场景时序图，配 Android Fragment 重建 + SavedStateHandle 数据保留策略。

4 交付物

1. 一份 SwiftUI 最小 App（NavigationStack + List + URLSession async-await），含 UIKit 互调桥，真机/模拟器跑通，配 Swift 可选类型（if let / guard let）+ @State / @Binding 用法说明。
2. 一份 Jetpack Compose 最小 App（NavHost + LazyColumn + Retrofit + Kotlin 协程 viewModelScope.launch），含 Android Fragment 互调，真机/模拟器跑通，配 remember / LaunchedEffect + ViewModel 用法说明。
3. 一份生命周期时序对比图：viewDidLoad / viewWillAppear / viewDidAppear vs Activity 的 onCreate / onStart / onResume / onPause，含旋转屏 Activity 销毁重建 + SavedStateHandle 数据保留方案 + Fragment setRetainInstance 边界。
4. 一份抓包与签名记录：Xcode Instruments Allocations 跑一次 + Android Studio Profiler 跑一次，含 ARC Leaks / LeakCanary 报警 + Provisioning Profile / Keystore 真机签名链路（long-lived keystore + 签名过期两个常见陷阱）。

3 指标

1. 双端 Demo 冷启动 < 1.5 s（Xcode Instruments Time Profiler 与 Android Studio Profiler 启动 trace 各跑一次，截 trace 图）。
2. 列表滚动 P99 帧时间 < 16 ms（iOS CADisplayLink 监听 + Android Choreographer.FrameCallback 与 GPU Profile 三路同测）。
3. 真机 ARC 循环引用 / Fragment Leak 数为 0（Instruments Leaks 全程记录 + LeakCanary 报警 0 条；保留 1 个故意制造的 ARC 循环引用反例截图作为教具）。

Apple Developer Documentation、Android Developers、Hacking with Swift、Now in Android。复制前核对 LICENSE。

8. 推荐资料

Apple Developer Documentation、Android Developers、Hacking with Swift、Now in Android。复制前核对 LICENSE。

9. 学习资料汇聚（v0.3 自包含）

9.1 背景与动机

原生 iOS 与 Android 是任何跨端方案的「最终真相来源」。RN / Flutter 通过 JSI 或 Platform Channel 调用的就是这套原生 API；不理解原生层，永远只能照搬文档。SwiftUI 与 Jetpack Compose 是 2019 年后两端并行的声明式 UI 范式，逐步取代 UIKit 与 XML 布局。

9.2 概念地图

flowchart LR
  iOS[Swift / UIKit / SwiftUI] --> VC[ViewController]
  iOS --> Nav[NavigationStack / UINavigationController]
  iOS --> Combine[Combine / async-await]
  Android[Kotlin / Activity / Fragment / Compose] --> Lifecycle[Lifecycle / ViewModel]
  Android --> Nav2[NavHost / Navigation Component]
  Android --> Coroutine[Coroutine / Flow]
  Xcode --> Instruments
  AS[Android Studio] --> Profiler

9.3 基础知识讲解

9.3.1 论文 / 规范

9.3.2 书

9.3.3 博客 / 文档

9.3.4 人物

9.3.5 方法

• Pair-program with both sides：同一份需求两端各实现，对比代码量与心智成本。
• Log every lifecycle：在 viewDidLoad / onCreate / onResume 打日志，理解时序。
• Profile on real device：模拟器不算数，至少每周上真机一次。

9.3.6 重点训练材料

• Apple Human Interface Gui
• Material Design 3
• Now in Android 源码
• SwiftUI Sample Apps

9.4 经典问题与经典案例

9.5 学习难点

9.6 技术标准与接口

9.6.1 Entity

9.6.2 Scope

原生层负责系统调用、生命周期、性能关键路径。SwiftUI / Compose 是声明式 UI 范式；UIKit / View 是命令式范式。

9.6.3 Structure

iOS 工程：App + Scene + View + ViewController；Android 工程：Application + Activity + Composable。必会接口：URLSession、Retrofit、onCreate、onResume、viewDidLoad、viewDidAppear。

9.6.4 Ecosystem

Xcode + Instruments + TestFlight；Android Studio + Profiler + Play Console。生态库：Combine / async-await、Coroutines / Flow。

9.6.5 Depth Tiers

本子主题目标：L2。

9.6.6 Source

• Swift
• Kotlin
• SwiftUI
• Jetpack Compose
• 引用版本快照日期：2026-07-30。

10. 常见误区

• 把 UIKit / Compose 当同义词；
• 网络请求塞主线程；
• 用 long-lived Keystore / p12；
• 签名 Profile 过期不更新；
• 模拟器测完就上线；
• iOS 抓包忘记配 ATS；
• Android 抓包忘记配 network_security_config；
• 旋转屏 Activity 被销毁，数据丢；
• ARC 循环引用导致内存泄露；
• 不打日志调试，全靠 println。

11. 所有知识点分类（统一规则）

1. 编程语言；2. 数据结构与算法；3. 计算机基础；4. 工程技术；5. Web 与后端；6. 前端与客户端；7. 数据与人工智能；8. 项目与职业能力；9. 安全与可靠性。

本计划归属：前端与客户端 主 + 工程技术 辅。

代码块 1：SwiftUI 最小 App

import SwiftUI

struct CounterView: View {
    @State private var count = 0

    var body: some View {
        NavigationStack {
            VStack(spacing: 16) {
                Text("Count: \(count)").font(.title)
                Button("Increment") { count += 1 }
            }
            .navigationTitle("Demo")
        }
    }
}

@main
struct DemoApp: App {
    var body: some Scene {
        WindowGroup { CounterView() }
    }
}

代码块 2：Compose 最小 App

package com.example.demo

import android.os.Bundle
import androidx.activity.ComponentActivity
import androidx.activity.compose.setContent
import androidx.compose.foundation.layout.*
import androidx.compose.material3.*
import androidx.compose.runtime.*
import androidx.navigation.compose.*

class MainActivity : ComponentActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContent { DemoApp() }
    }
}

@Composable
fun DemoApp() {
    val nav = rememberNavController()
    NavHost(nav, "home") {
        composable("home") { HomeScreen(nav) }
    }
}

@Composable
fun HomeScreen(nav: NavHostController) {
    var count by remember { mutableStateOf(0) }
    Column {
        Text("Count: $count")
        Button(onClick = { count++ }) { Text("Increment") }
    }
}

代码块 3：生命周期时序图

sequenceDiagram
    participant App
    participant VC as iOS ViewController
    participant Act as Android Activity
    App->>VC: init / loadView
    VC->>VC: viewDidLoad
    VC->>VC: viewWillAppear
    VC->>VC: viewDidAppear
    App->>Act: onCreate
    Act->>Act: onStart
    Act->>Act: onResume
    Note over VC,Act: 用户切换后台
    VC->>VC: viewWillDisappear
    Act->>Act: onPause / onStop
    Note over VC,Act: 回到前台
    VC->>VC: viewDidAppear
    Act->>Act: onRestart / onResume