Swift应用后台AES加密耗时过长无法完成问题排查

核心原因 #

• 无意义的信号量操作加剧后台线程阻塞
  你代码里的DispatchSemaphore完全是多余且逻辑错误的：创建初始值为0的信号量后立刻调用signal()，紧接着又wait()，这两行代码除了浪费线程调度资源外没有任何作用。前台环境下系统线程调度优先级高，这个无效操作不会引发明显问题，但后台环境中系统对线程资源管控更严格，这种无意义的等待会增加线程被系统挂起的概率。

• iOS后台CPU时间限制
  iOS应用进入后台后，系统会大幅限制应用的CPU使用权限，普通线程会被暂停执行，直到应用回到前台。如果你的加密操作没有通过后台任务断言申请延长后台执行时间，系统会直接暂停加密所在的线程，导致任务停滞。

• 加密库的线程执行环境依赖
  你使用的AES加密库（大概率是CryptoSwift）的同步加密方法在当前线程执行，如果当前线程是主线程，后台时主线程会被系统强制挂起；如果是普通后台线程，同样会因为系统的后台资源限制而被暂停。

修复方案 #

1. 移除无效的信号量代码
   直接删掉这三行无意义的信号量操作：

   let semaphore = DispatchSemaphore(value: 0)
   semaphore.signal()
   semaphore.wait()
   

2. 申请后台任务权限以延长执行时间
   如果需要在后台完成加密，必须通过UIApplication的后台任务断言来申请额外的执行时间：

   func crypt(dados: String, sistema: String, completion: @escaping (String) -> Void) {
       var backgroundTaskID: UIBackgroundTaskIdentifier = .invalid
       backgroundTaskID = UIApplication.shared.beginBackgroundTask(withName: "AES加密任务") {
           // 任务超时或系统强制结束时的清理操作
           UIApplication.shared.endBackgroundTask(backgroundTaskID)
           backgroundTaskID = .invalid
       }
       
       DispatchQueue.global(qos: .background).async {
           let key = "ie2kiei2-\(sistema)"
           let key_p = key.leftPadding(toLength: 32, withPad: "0")
           
           var result = "erro"
           do {
               let aes = try AES(key: key_p, iv: "12493274392")
               let ciphertext = try aes.encrypt(Array(dados.utf8))
               let data = Data(bytes: ciphertext, count: ciphertext.count)
               result = data.base64EncodedString()
           } catch {
               print(error)
           }
           
           DispatchQueue.main.async {
               completion(result)
               // 任务完成后结束后台任务断言
               if backgroundTaskID != .invalid {
                   UIApplication.shared.endBackgroundTask(backgroundTaskID)
                   backgroundTaskID = .invalid
               }
           }
       }
   }
   

3. 确保加密操作在低优先级后台线程执行
   把加密任务放到全局后台队列执行，避免占用主线程或高优先级线程，让系统更合理地调度后台资源。

额外注意事项 #

• 后台任务断言的执行时间有限制（通常最多几分钟），如果加密的数据量极大，可能需要拆分任务或考虑其他方案。
• 检查AES初始化代码：iv: "12493274392"的长度是否符合AES要求（比如AES-256需要16字节IV），长度不符合可能导致加密库内部异常，在后台环境下表现为停滞。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lucca Germano