AFNetWorking源码之NSURLSession

前言

ANF3.0放弃了NSURLConnection这一部分,让代码简化了很多,但是功能却更加丰富。我觉得在学习AFN之前,有必要仔细了解NSURLSessionhttps相关,不然会有很多地方迷惑不解。

相互关系

我们首先来看一下一个简单的NSURLSession请求代码:

    NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:[NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration]
                                                          delegate:self
                                                     delegateQueue:[[NSOperationQueue alloc] init]];
    
    NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://img1.imgtn.bdimg.com/it/u=1014639342,2957068849&fm=26&gp=0.jpg"]];
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request];
    
    [dataTask resume];

从上面我们发现,我们要发送一个网络请求,需要新建一个NSURLSession,新建一个NSURLSession又需要一个NSURLSessionConfiguration,并且还需要一些代理方法。同时我们需要一个NSURLSessionDataTask。所以说,我们的NSRULSession
网络请求系统包括一个session、一个configuration、一个Task已经Task附带的delegate
一个NSURLSession,总共只有一个类,也是最核心的类,他有一个对应的代理NSURLSessionDelegate

一个NSURLSessionConfiguration,总共有三种模式。

一个NSURLSessionTaskNSURLSessionTask是抽像类,对应的代理NSURLSessionTaskDelegate。我们具体使用的时候,会使用他的三种子类,而且每个子类都有对应的delegate

一个NSURLSession

首先我们看一下NSRULSession.h里面关于NSURLSession的部分。我们把它分为初始化部分、属性部分、dataTask部分、uploadTask部分、downloadTask部分。也就是说其他很多类都是围绕着下面这几个api衍生的。后面我们会每个部分分析。

//初始化部分
@property (class, readonly, strong) NSURLSession *sharedSession;
+ (NSURLSession *)sessionWithConfiguration:(NSURLSessionConfiguration *)configuration;
+ (NSURLSession *)sessionWithConfiguration:(NSURLSessionConfiguration *)configuration delegate:(nullable id )delegate delegateQueue:(nullable NSOperationQueue *)queue;

//属性部分
@property (readonly, retain) NSOperationQueue *delegateQueue;
@property (nullable, readonly, retain) id  delegate;
@property (readonly, copy) NSURLSessionConfiguration *configuration;

//dataTask部分
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request;
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithURL:(NSURL *)url;

//uploadTask部分
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromFile:(NSURL *)fileURL;
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromData:(NSData *)bodyData;
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithStreamedRequest:(NSURLRequest *)request;

//downloadTask部分
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request;
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithURL:(NSURL *)url;
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData;

Block的NSURLSession的api

我们都知道,NSRULConnection除了一套使用代理的API,还有一套对应的使用BlockapiNSURLSession也不列外。使用这一套api就不用实现代理方法。和delegate一样,Block也有dataTask系列、downloadTask系列、uploadTask系列。具体看下面:

//dataTask系列
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request completionHandler:(void (^)(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithURL:(NSURL *)url completionHandler:(void (^)(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
//unloadTast系列
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromFile:(NSURL *)fileURL completionHandler:(void (^)(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromData:(nullable NSData *)bodyData completionHandler:(void (^)(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
//downloadTask系列
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request completionHandler:(void (^)(NSURL * _Nullable location, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithURL:(NSURL *)url completionHandler:(void (^)(NSURL * _Nullable location, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData completionHandler:(void (^)(NSURL * _Nullable location, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error))completionHandler{
    
}

Block的NSURLSession使用

dataTask下载一张图片,然后用imageView显示。

-(IBAction)requestBlockTaskTest:(id)sender{
    [self clear];
    NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
    NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:bigPic]];
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
        self.imageView.image = image;
    }];
    [dataTask resume];
}

一个NSURLSessionConfiguration

首先看一下NSURLSessionConfiguration部分。从这个名字,我们可以预感到这个是与session的配置相关的,的确也是这样。总共有三种类型的configuratin,另外还有很多属性,比如配置缓存策略的requestCachePolicy,请求超时的timeoutIntervalForRequest,添加额外请求头的HTTPAdditionalHeaders,其他还有很多属性这里就不一一说了,具体看源码:

//默认的配置会将缓存存储在磁盘上
@property (class, readonly, strong) NSURLSessionConfiguration *defaultSessionConfiguration;
//第二种瞬时会话模式不会创建持久性存储的缓存.
@property (class, readonly, strong) NSURLSessionConfiguration *ephemeralSessionConfiguration;
//第三种后台会话模式允许程序在后台进行上传下载工作
+ (NSURLSessionConfiguration *)backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:(NSString *)identifier;
//各种属性
@property NSURLRequestCachePolicy requestCachePolicy;
@property NSTimeInterval timeoutIntervalForRequest;
@property (nullable, copy) NSDictionary *HTTPAdditionalHeaders;

一个NSURLSessionTask

从上面NSURLSession初始化一个请求的时候,我们发现NSURLSessionTask并不能直接使用,只能使用他的子类。具体如下:

NSURLSessionTask抽象类。有对应的代理NSURLSessionTaskDelegate,而且这个代理继承了NSURLSessionDelegate代理。

NSURLSessionDataTaskNSURLSessionTask的子类。有对应的代理NSURLSessionTaskDelegate,而且这个代理继承了NSURLSessionTaskDelegate代理。我们一般网络请求,就用这个类。

NSURLSessionDownloadTaskNSURLSessionTask的子类。有对应的代理NSURLSessionDownloadDelegate,而且这个代理继承了NSURLSessionTaskDelegate代理。这个主要用于下载大文件等。

NSURLSessionUploadTaskNSURLSessionDataTask的子类。有对应的代理及时父类代理NSURLSessionDownloadDelegate。这个主要用于处理上传请求如上传图片。

从上面我们发现Taskdelegate有一套对应的继承关系:

  • NSURLSessionTask (抽象类,NSURLSessionTaskDelegate)

    • NSURLSessionDataTask (NSURLSessionDataDelegate)

      • NSURLSessionUploadTask (NSURLSessionDataDelegate)
    • NSURLSessionDownloadTask (NSURLSessionDownloadDelegate)

  • NSURLSessionDelegate

    • NSURLSessionTaskDelegate

      • NSURLSessionDataDelegate

      • NSURLSessionDownloadDelegate

从继承关系上,我们就可以理解在初始化的时候,只通过设置NSURLSession对象的delegate就可以了。因为根据不同的task,其实就是设置了不同的delegate。这个设计避免了多次设置delegate的情况,同时也根据不同的task实现不同的delegate方法。真是一个很绝妙的设计。

代理说明

NSURLSessionDelegate

接下来我们看看NSURLSessiondelegate对象NSURLSessionDelegate的方法,当一个session遇到错误、或者需要认证、应用进入后台都会调用下面的代理方法:

//当一个session遇到系统错误或者未检测到的错误的时候,就会调用这个方法。
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session 
didBecomeInvalidWithError:(nullable NSError *)error{

}
//当请求需要认证、或者https证书认证的时候,我们就需要在这个方法里面处理。
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session 
didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{
    
}
//如果应用进入后台、这个方法会被调用。
我们在这里可以对session发起的请求做各种操作比如请求完成的回调等。
- (void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session {

}

NSURLSessionTaskDelegate

/*
当请求重定向的时候调用这个方法。我们必须设置一个新的NSURLRequest对象传入completionHandler来重定向新的请求,但是当session是background模式的时候,这个方法不会被调用。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
willPerformHTTPRedirection:(NSHTTPURLResponse *)response
        newRequest:(NSURLRequest *)request
 completionHandler:(void (^)(NSURLRequest * _Nullable))completionHandler{

}

/*
当请求需要认证的时候调用这个方法。如果没有实现这个代理,那么请求认证这个过程不会被调用。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{

}

/*
如果请求需要一个新的请求体时,这个方法就会被调用。比如认证失败的时候,我们可以通过这个机会从新认证。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
 needNewBodyStream:(void (^)(NSInputStream * _Nullable bodyStream))completionHandler{

}

/*
当我们上传数据的时候,我们可以通过这个代理方法获取上传进度。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
   didSendBodyData:(int64_t)bytesSent
    totalBytesSent:(int64_t)totalBytesSent
totalBytesExpectedToSend:(int64_t)totalBytesExpectedToSend{

}

/*
当task的统计信息收集好了以后,调用这个方法。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didFinishCollectingMetrics:(NSURLSessionTaskMetrics *)metrics {

}

/*
当一个task出错的时候,会调用这个方法。如果error是nil,也会调用这个方法,表示task完成。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
didCompleteWithError:(nullable NSError *)error{
    NSLog(@"数据返回以后,不管有错没错都回调用,如果没错,error及时nil");
}

NSURLSessionDataDelegate

/*
当一个task接收到返回信息。当所有信息都接收完毕以后,completionHandler会被调用。我们可以在这里取消一个网络请求或者把一个datatask转换为downloadtask。如果没有实现这个代理方法,我们也可以通过task的response属性获取到对应的数据。background模式的uploadtask不会调用这个方法。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didReceiveResponse:(NSURLResponse *)response
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionResponseDisposition disposition))completionHandler{

}

/*
当一个datatask转换为一个downloadtask以后会调用。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didBecomeDownloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask{
    // 允许处理服务器的响应,才会继续接收服务器返回的数据
    completionHandler(NSURLSessionResponseAllow);
}

/*
暂时忽略,这个是和数据流相关的。不管了
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didBecomeStreamTask:(NSURLSessionStreamTask *)streamTask{

}

/*
当data可以使用的时候,调用这个方法。我们可以在这里获取data。
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
    didReceiveData:(NSData *)data{

}

/*
允许我们在这里调用completionHandler缓存data,或者传入nil来禁止缓存
*/

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
 willCacheResponse:(NSCachedURLResponse *)proposedResponse
 completionHandler:(void (^)(NSCachedURLResponse * _Nullable cachedResponse))completionHandler{

}

NSURLSessionDownloadDelegate

/*
    当一个下载task任务完成以后,这个方法会被调用。我们可以在这里移动或者复制download的数据
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location{

}
/*
 获取下载进度
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite{

}
/*
 重启一个下载任务(比如下载一半后停止然后过一点时间继续)。如果下载出错,`NSURLSessionDownloadTaskResumeData`里面包含重新开始下载的数据。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes{

}

NSURLSession的综合使用案列

分别用三种不同方式下载一张图片然后在imageView上显示。

#import "ViewController.h"

static NSString *const bigPic = @"http://i1.piimg.com/4851/d1498fea89ae3bc1.png";
static NSString *const smallPic = @"http://i1.piimg.com/4851/97aef4680d359905.png";

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property(nonatomic,strong)NSMutableData *data;
@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
}

- (IBAction)requestDataTest:(id)sender {
     [self clear];
    NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:[NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration] delegate:self delegateQueue:[[NSOperationQueue alloc] init]];
    NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:bigPic]];
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request];
    [dataTask resume];
}


- (IBAction)requestDownloadTest:(id)sender {
     [self clear];
    NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:[NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration] delegate:self delegateQueue:[[NSOperationQueue alloc] init]];
    NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:bigPic]];
    NSURLSessionDownloadTask *dataTask = [session downloadTaskWithRequest:request];
    [dataTask resume];
}

-(IBAction)requestBlockTaskTest:(id)sender{
    [self clear];
    NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
    NSURLRequest *request = [[NSURLRequest alloc]initWithURL:[NSURL URLWithString:bigPic]];
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [session dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];
        self.imageView.image = image;
    }];
    [dataTask resume];
}

-(void)clear{
    self.imageView.image = nil;
}

//==============================NSURLSessionDelegate========================
#pragma NSURLSessionDelegate
//当一个session遇到系统错误或者未检测到的错误的时候,就会调用这个方法。
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session didBecomeInvalidWithError:(nullable NSError *)error{

}
//当请求需要认证、或者https证书认证的时候,我们就需要在这个方法里面处理。
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{
    
}
//如果应用进入后台、这个方法会被调用。我们在这里可以对session发起的请求做各种操作比如请求完成的回调等。
- (void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session {

}

//==================================NSURLSessionTaskDelegate====================
#pragma NSURLSessionTaskDelegate
/*
 当请求重定向的时候调用这个方法。我们必须设置一个新的`NSURLRequest`对象传入completionHandler来重定向新的请求,但是当`session`是background模式的时候,这个方法不会被调用。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
willPerformHTTPRedirection:(NSHTTPURLResponse *)response
        newRequest:(NSURLRequest *)request
 completionHandler:(void (^)(NSURLRequest * _Nullable))completionHandler{

}
/*
 当请求需要认证的时候调用这个方法。如果没有实现这个代理,那么请求认证这个过程不会被调用。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential * _Nullable credential))completionHandler{

}
/*
    如果请求需要一个新的请求体时,这个方法就会被调用。比如认证失败的时候,我们可以通过这个机会从新认证。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
 needNewBodyStream:(void (^)(NSInputStream * _Nullable bodyStream))completionHandler{

}
/*
 当我们上传数据的时候,我们可以通过这个代理方法获取上传进度。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
   didSendBodyData:(int64_t)bytesSent
    totalBytesSent:(int64_t)totalBytesSent
totalBytesExpectedToSend:(int64_t)totalBytesExpectedToSend{
    NSLog(@"");
}
/*
 当task的统计信息收集好了以后,调用这个方法。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didFinishCollectingMetrics:(NSURLSessionTaskMetrics *)metrics {

}
/*
 当一个task出错的时候,会调用这个方法。如果error是nil,也会调用这个方法,表示task完成。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task
didCompleteWithError:(nullable NSError *)error{
    NSLog(@"数据返回以后,不管有错没错都回调用,如果没错,error及时nil");
    if (self.data) {
        self.imageView.image = [UIImage imageWithData:self.data];
        self.data = nil;
    }
}

//==================================NSURLSessionDataDelegate=====================================
#pragma NSURLSessionDataDelegate
/*
 当一个task接收到返回信息。当所有信息都接收完毕以后,completionHandler会被调用。我们可以在这里取消一个网络请求或者把一个datatask转换为downloadtask。如果没有实现这个代理方法,我们也可以通过task的response属性获取到对应的数据。background模式的uploadtask不会调用这个方法。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didReceiveResponse:(NSURLResponse *)response
 completionHandler:(void (^)(NSURLSessionResponseDisposition disposition))completionHandler{
    self.data = nil;
    self.data = [NSMutableData data];
    // 允许处理服务器的响应,才会继续接收服务器返回的数据
    completionHandler(NSURLSessionResponseAllow);
}
/*
 当一个datatask转换为一个downloadtask以后会调用。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didBecomeDownloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask{
    
}
/*
 暂时忽略,这个是和数据流相关的。不管了
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
didBecomeStreamTask:(NSURLSessionStreamTask *)streamTask{

}
/*
 当data可以使用的时候,调用这个方法。我们可以在这里获取data。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
    didReceiveData:(NSData *)data{
    [self.data appendData:data];
    NSLog(@"具体数据在URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)taskdidCompleteWithError:(nullable NSError *)error处理");
}
/*
 允许我们在这里调用completionHandler缓存data,或者传入nil来禁止缓存
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session dataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask
 willCacheResponse:(NSCachedURLResponse *)proposedResponse
 completionHandler:(void (^)(NSCachedURLResponse * _Nullable cachedResponse))completionHandler{

}
//==================================NSURLSessionDownloadTask=================================
#pragma NSURLSessionDownloadTask
/*
    当一个下载task任务完成以后,这个方法会被调用。我们可以在这里移动或者复制download的数据
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location{
    NSString *path = location.absoluteString;
    UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:location]];
    self.imageView.image = image;
    NSLog(@"数据下载完成以后,会保存在一个location的地方。%@",location);
}
/*
 获取下载进度
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite{
    NSLog(@"总得数据大小%lld----",bytesWritten);
}
/*
 重启一个下载任务(比如下载一半后停止然后过一点时间继续)。如果下载出错,`NSURLSessionDownloadTaskResumeData`里面包含重新开始下载的数据。
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes{

}
@end

参考
TCP 的那些事儿(上)
TCP 的那些事儿(下)
深入浅出-iOS的TCP/IP协议族剖析&&Socket
HTTP协议详解一
HTTP协议详解二

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