iOS 13+多场景下同步获取顶层ViewController的可靠实现方案

原有单场景实现 #

我有一套适用于单窗口iOS应用的顶层ViewController获取方法，在iPhone和iPad单窗口场景下表现稳定：

extension UIApplication {

    // 获取应用最顶层的视图控制器
    class func getTopMostViewController(base: UIViewController? = UIApplication.shared.windows.filter { $0.isKeyWindow }.first?.rootViewController) -> UIViewController? {
        
        if let nav = base as? UINavigationController {
            return getTopMostViewController(base: nav.visibleViewController)
        }
        
        if let tab = base as? UITabBarController {
            if let selected = tab.selectedViewController {
                return getTopMostViewController(base: selected)
            }
        }
        if let presented = base?.presentedViewController {
            return getTopMostViewController(base: presented)
        }
        
        return base
    }
}

多场景适配改写（iOS13+） #

为了兼容iOS13引入的多场景（UIScene）机制，我改写了支持多窗口、多场景的版本：

extension UIApplication {
    
    class func getTopViewController(base: UIViewController? = keyWindow?.rootViewController) -> UIViewController? {
        // 查找层级中最可见的视图控制器
        
        if let nav = base as? UINavigationController {
            return getTopViewController(base: nav.visibleViewController)
        }
        
        if let tab = base as? UITabBarController {
            if let selected = tab.selectedViewController {
                return getTopViewController(base: selected)
            }
        }
        
        if let presented = base?.presentedViewController {
            return getTopViewController(base: presented)
        }
        
        return base
    }

    private static var keyWindow: UIWindow? {
        // 获取已连接的场景
        return UIApplication.shared.connectedScenes
            // 仅保留活跃、可见的场景
            .filter { $0.activationState == .foregroundActive }
            // 转换为UIWindowScene类型
            .compactMap { $0 as? UIWindowScene }
            // 获取场景关联的所有窗口
            .flatMap { $0.windows }
            // 筛选出keyWindow
            .first { $0.isKeyWindow }
    }
}

遇到的问题 #

改写后的方法多数情况正常，但在iPhone上偶尔会出现keyWindow为nil的问题，尤其是相机权限弹窗关闭后立即调用时。虽然通过添加0.5秒延迟的异步方法可以解决，但需要一种同步执行、可靠兼容单/多场景的实现方案。

应用目标系统为iOS13及以上。

优化后的同步实现方案 #

问题根源在于原keyWindow的筛选条件过于严格：权限弹窗关闭瞬间，场景激活状态可能未及时切换回.foregroundActive，或者isKeyWindow标记还未更新。调整窗口筛选逻辑，增加兜底策略即可解决：

extension UIApplication {
    class func getTopViewController(base: UIViewController? = topWindow?.rootViewController) -> UIViewController? {
        guard let base = base else { return nil }
        
        // 处理导航控制器
        if let nav = base as? UINavigationController {
            return getTopViewController(base: nav.visibleViewController ?? nav)
        }
        
        // 处理标签栏控制器
        if let tab = base as? UITabBarController {
            return getTopViewController(base: tab.selectedViewController ?? tab)
        }
        
        // 处理弹出的控制器
        if let presented = base.presentedViewController {
            return getTopViewController(base: presented)
        }
        
        return base
    }

    private static var topWindow: UIWindow? {
        let allWindows = UIApplication.shared.connectedScenes
            .compactMap { $0 as? UIWindowScene }
            .flatMap { $0.windows }
        
        // 优先取keyWindow
        if let keyWindow = allWindows.first({ $0.isKeyWindow }) {
            return keyWindow
        }
        
        // 兜底：取普通层级、未隐藏的窗口
        return allWindows.first({ $0.windowLevel == .normal && !$0.isHidden })
            ?? allWindows.first
    }
}

优化说明 #

1. 放宽窗口筛选条件：当isKeyWindow不存在时，自动 fallback 到普通层级（.normal）、未隐藏的窗口，最后兜底取第一个窗口，避免出现nil
2. 空值安全处理：在导航控制器、标签栏控制器的逻辑中增加空值兜底，防止因为可选链返回nil导致获取失败
3. 移除场景状态强依赖：不再严格要求场景处于.foregroundActive状态，覆盖权限弹窗关闭瞬间的场景状态过渡情况

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rehan Ali Khan