iOS 深入浅出 网络编程之 NSURLSession

目录

一、Apple提供的URL加载类
二、URL Loading 类介绍
1. 会话类型
2. 任务类型
2.1 NSURLSessionDataTask 数据任务示例
2.2 NSURLSessionDownloadTask下载任务示例
2.3 NSURLSessionUploadTask 上传任务示例
三、总结

一、Apple提供的URL Loading 类

先看一张官网给出的结构图


iOS 深入浅出 网络编程之 NSURLSession_第1张图片
nsobject_hierarchy_2x.png

这张图中对URL的加载类分成了1个主要加载部分,和5个辅助加载部分:
1.1 主要加载类 (NSURLSession、NSURLRequest、NSURLResponse...
1.2 协议支持类 (NSURLProtocol
1.3 身份验证和凭据类(NSURLAuthenticationChallenge、NSURLCredentialStorage...
1.4 Cookie Storage类(NSHTTPCookieStorage、NSHTTPCookie
1.5 Session配置类(NSURLSessionConfiguration
1.6 请求与响应 缓存管理类 (NSURLCache、NSCacheURLRequest

NSURLSession类和其他辅助类提供下载资源的API,还提供了丰富的代理方法,用于支持身份验证(NSURLAuthenticationChallenge、NSURLCredentialStorage...),并使您的应用程序能够在您的应用程序未运行时执行后台下载,或者在iOS中停止应用时执行后台下载。

NSURLSession除了支持http请求外,还支持data、file、ftp、、https、代理服务器和SOCKS网关,也可以使用自己的自定义网络协议(NSURLProtocol)和URL方案为自己的应用程序添加支持

二、URL Loading 类介绍

URL Loading类中的NSURLConnection类在iOS 9 之后已经被遗弃了,我们使用最多的网络请求工具AFNetworking3.0之后 也是全部将NSURLConnection完全替换成了NSURLSession.

我们发起网络请求分为3步

  1. 配置NSURLSession(配置会话类型)
  2. 创建任务NSURLSessionTask
  3. 启动任务 [task resume]
  4. 回调请求结果
1.会话类型

NSURLSession * sessionManager = [NSURLSession sessionWithConfiguration:(nonnull NSURLSessionConfiguration *)]
也就是NSURLSession初始化配置NSURLSessionConfiguration提供了3种

  • defaultSessionConfiguration 默认会话,永久性的磁盘的缓存并将凭据存储在用户的钥匙串中。
  • ephemeralSessionConfiguration 短暂会话,不会将任何数据存储到磁盘中,所有缓存,凭据存储等都保存在RAM中并与会话相关联。因此,当您的应用程序使会话无效时,它们将自动清除。
  • backgroundSessionConfiguration 后台会话, 类似于默认会话,但是在单独的进程处理所有数据传输

NSURLSession * sessionManager = [NSURLSession sharedSession];使用了defaultSessionConfiguration

我们也可以自定义会话类型,对NSURLSessionConfiguration进行配置

/* 缓存策略 */
NSURLRequestCachePolicy requestCachePolicy;

/* 请求超时时间 */
NSTimeInterval timeoutIntervalForRequest;

/* 响应超时时间 */
NSTimeInterval timeoutIntervalForResource;

/* 网络请求类型 */
NSURLRequestNetworkServiceType networkServiceType;

/* 是否允许使用移动蜂窝数据 */
BOOL allowsCellularAccess;

/* 是否允许在会话完成后响应启动等时间,只能在后台下载模式下使用 */
BOOL sessionSendsLaunchEvents;

/* cookie 使用策略 */
@property NSHTTPCookieAcceptPolicy HTTPCookieAcceptPolicy;

/* 使用cookie时的管理类 */
@property (nullable, retain) NSHTTPCookieStorage *HTTPCookieStorage;

/* 身份认证类 */
@property (nullable, retain) NSURLCredentialStorage *URLCredentialStorage;

/* 缓存类 */
@property (nullable, retain) NSURLCache *URLCache;
2.任务类型
iOS 深入浅出 网络编程之 NSURLSession_第2张图片
NSURLSessionTask继承关系.png
  • NSURLSessionDataTask 数据任务
    数据任务使用NSData对象发送和接收数据。数据任务可以在每收到一个数据时将数据回调回来,或者完成是将所有数据回调回来。

  • NSURLSessionUploadTask 上传任务
    上传任务与数据任务类似,但它们也会发送数据(通常以文件的形式),并且在应用程序未运行时支持后台上传

  • NSURLSessionDownloadTask 下载任务
    下载任务以文件的形式检索数据,并在应用程序未运行时支持后台下载和上传。

2.1 NSURLSessionDataTask数据任务示例

一个简单的GET请求

    NSURLSession *sessionManager = [NSURLSession sharedSession];
    NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"https//:www.baidu.com"];
    // 不设置HTTPMethod默认为GET请求
    // request.HTTPMethod = @"GET"; 
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [sessionManager dataTaskWithURL:URL
                                                   completionHandler:^(NSData * _Nullable data,
                                                                       NSURLResponse * _Nullable response,
                                                                       NSError * _Nullable error)
    {
        
    }];
    [dataTask resume];

一个简单的POST请求示例

    NSDictionary *dict = @{@"operation": @"idtext",
                           @"requestno": [NSUUID UUID].UUIDString,
                           @"filenamelist": @[@{@"file" : base64String}]};
    NSData *jsonDate = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:dict options:0 error:nil];
    
    // request 配置
    NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:urlString]];
    request.timeoutInterval = 10;
    request.HTTPMethod = @"POST"; 
    request.HTTPBody = jsonDate;
    // 发起请求
     NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
    _task = [session dataTaskWithRequest:request
                       completionHandler:^(NSData *data,
                                           NSURLResponse *response,
                                           NSError *error){         
 }

GETPOST的区别
GET请求的数据会附在URL之后(就是把数据放置在HTTP协议头中),以?分割URL和传输数据,参数之间以&相连,如:login.action?name=hyddd&password=jhhshsh&verify=%E4%BD%A0%E5%A5%BD。
POST是把提交的数据则放置在是HTTP的请求体中

2.2 NSURLSessionDownloadTask后台下载任务示例

发起下载请求

NSURLSessionConfiguration* sessionConfig = [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:identifier];
NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:sessionConfig
                                                      delegate:self
                                                 delegateQueue:nil];
NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [session downloadTaskWithRequest:request];
[downloadTask resume];

AppDelegate中对后台事件完成回调处理

- (void)application:(UIApplication *)application
handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier
  completionHandler:(void (^)(void))completionHandler{
    // 你必须重新建立一个后台 seesion ,系统会自动与创建的session关联
    [[BLDownlowdHanlder shareHandler] initBackgroundSessionWithId:identifier];
    
    // 保存 completion handler 以在处理 session 事件后更新 UI
    [self.completionHandlerDictionary setObject:completionHandler forKey:identifier];
}

代理接受数据

// 下载进度的状态信息
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite
{
    NSLog(@"Session %@ download task %@ wrote an additional %lld bytes (total %lld bytes) out of an expected %lld bytes.\n", session, downloadTask, bytesWritten, totalBytesWritten, totalBytesExpectedToWrite);
}
 
// 尝试恢复以前失败的下载成功
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes
{
    NSLog(@"Session %@ download task %@ resumed at offset %lld bytes out of an expected %lld bytes.\n", session, downloadTask, fileOffset, expectedTotalBytes);
}
 
// 提供存储下载内容的临时文件的URL
// 在此方法返回之前,必须打开文件进行读取或将其移动到永久位置。当此方法返回时,临时文件如果仍然存在于其原始位置,将被删除。
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location
{
    // 回调APPdDelegate中保存的completionHandler()
    APPDelegate.completionHandlers[session.configuration.identifier]();
 
   // 移动临时文件到指定位置
    NSFileManager *fileManager = [NSFileManager defaultManager];
    NSURL *cacheDirectory = [[fileManager URLsForDirectory:NSCachesDirectory inDomains:NSUserDomainMask] firstObject];
    NSError *moveError = nil;
    if ([fileManager moveItemAtURL:location toURL:cacheDirectory error:moveError]) {
        // ...
    }
}
断点下载
// URLSessionDelegate 代理方法
// 由于下载失败,暂停,下载完成都会回调此方法,app进程退出后下载未完成,再次进入也会回调此方法
// 保存数据
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session 
              task:(NSURLSessionTask *)task 
  didCompleteWithError:(NSError *)error
{
    // 保存恢复数据
    self.resumeData = error.userInfo[NSURLSessionDownloadTaskResumeData];
}

// 暂停下载
- (void)taskSuspend{
  // 使用这种方式取消下载可以得到将来用来恢复的数据
  [self.task cancelByProducingResumeData:^(NSData *resumeData) {
      self.resumeData = resumeData;
  }];
}

// 恢复下载
- (void)taskResume{
  // 恢复下载时接过保存的恢复数据
  self.task = [self.session downloadTaskWithResumeData:self.resumeData];
  // 启动任务
  [self.task resume];
}

后台下载参照文章HK_Hank
我的DEMO

2.3 NSURLSessionUploadTask 上传任务示例

NSURLSession提供了方便的API上传文件,有三种方式:NSData对象上传,作为文件上传,的方式上传,对应的API:

  1. NSData对象上传,uploadTaskWithRequest:fromData:uploadTaskWithRequest:fromData:completionHandler:

  2. 作为文件上传,uploadTaskWithRequest:fromFile:
    uploadTaskWithRequest:fromFile:completionHandler:

  3. 的方式上传,uploadTaskWithStreamedRequest:

无论使用哪种上传方式,都必须遵守上传文件的格式,iOS 深入浅出 网络编程之HTTP初识,介绍了上传文件时HTTPBody的格式

multipart/form-data.png

使用NSData对象上传
    NSString *MPboundary = [[NSString alloc]initWithFormat:@"--%@", @"boundary"];
    NSString *endMPboundary = [[NSString alloc]initWithFormat:@"%@--",MPboundary];
    NSString *end = [[NSString alloc]initWithFormat:@"\r\n%@",endMPboundary];
    
    NSMutableData *fileData = [NSMutableData data];
    NSMutableString *bodyString = [[NSMutableString alloc]init];
    
    // 非文件参数
    NSDictionary *dict = @{@"p_id": p_id, @"name": name, @"return_image": @"1"};
    NSArray *keys= [dict allKeys];
    //遍历keys
    for (int i = 0;i < keys.count;i++) {
        NSString *key = keys[i];
        [bodyString appendFormat:@"%@\r\n", MPboundary];
        [bodyString appendFormat:@"Content-Disposition: form-data; name=\"%@\"\r\n\r\n",key];
        [bodyString appendFormat:@"%@\r\n",[dict objectForKey:key]];
    }
    // 文件
    [bodyString appendFormat:@"%@\r\n",MPboundary];
    [bodyString appendFormat:@"Content-Disposition: form-data; name=\"file\"; filename=\"file\"\r\n"];
    [bodyString appendFormat:@"Content-Type: image/png\r\n\r\n"];
    
    [fileData appendData:[bodyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    [fileData appendData:data];
    [fileData appendData:[end dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    
    NSMutableURLRequest *request=[NSMutableURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString: uploadURL] cachePolicy:1 timeoutInterval:2.0f];
    request.HTTPMethod = @"POST";
    request.timeoutInterval = 15.0;
    NSString *content = [[NSString alloc]initWithFormat:@"multipart/form-data; boundary=%@", @"boundary"];
    [request setValue:content forHTTPHeaderField:@"Content-Type"];
    [request setValue:[NSString stringWithFormat:@"%lu", (unsigned long)[fileData length]] forHTTPHeaderField:@"Content-Length"];
    //  上传文件
    NSURLSessionUploadTask *uploadTask = [[NSURLSession sharedSession] uploadTaskWithRequest:request
                                                                                    fromData:fileData
                                                                           completionHandler:^(NSData * _Nullable data,
                                                                                               NSURLResponse * _Nullable response,
                                                                                               NSError * _Nullable error)
    {
        
    }];
    
    [uploadTask resume];
使用Stream上传
// 与data上传的格式相同,对data进行配置,然后将fileData转为Stream
mutableRequest.HTTPBodyStream = [[NSInputStream alloc] initWithData: fileData];
NSURLSessionUploadTask *uploadTask = [defaultSession uploadTaskWithStreamedRequest:mutableRequest];
[uploadTask resume];

还需要实现URLSession: task: needNewBodyStream方法,
因为session不一定倒回提供流重读数据,应用程序负责提供一个新的流在session必须重试请求(例如,如果认证失败)。我们要实现URLSession: task: needNewBodyStream提供Stream。

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
              task:(NSURLSessionTask *)task
 needNewBodyStream:(void (^)(NSInputStream *bodyStream))completionHandler
{
    NSInputStream *inputStream = nil;

    if (task.originalRequest.HTTPBodyStream && [task.originalRequest.HTTPBodyStream conformsToProtocol:@protocol(NSCopying)]) {
        inputStream = [task.originalRequest.HTTPBodyStream copy];
    }

    if (completionHandler) {
        completionHandler(inputStream);
    }
}
使用NSURLSessionDataTask上传文件

NSURLSessionDataTask同样可以上传文件, NSURLSessionUploadTask只是用做上传的功能区分,实质是一样的

 NSString *MPboundary = [[NSString alloc]initWithFormat:@"--%@", @"boundary"];
    NSString *endMPboundary = [[NSString alloc]initWithFormat:@"%@--",MPboundary];
    NSString *end = [[NSString alloc]initWithFormat:@"\r\n%@",endMPboundary];
    
    NSMutableData *fileData = [NSMutableData data];
    NSMutableString *bodyString = [[NSMutableString alloc]init];
    
    // 非文件参数
    NSDictionary *dict = @{@"p_id": p_id, @"name": name, @"return_image": @"1"};
    NSArray *keys= [dict allKeys];
    //遍历keys
    for (int i = 0;i < keys.count;i++) {
        NSString *key = keys[i];
        [bodyString appendFormat:@"%@\r\n", MPboundary];
        [bodyString appendFormat:@"Content-Disposition: form-data; name=\"%@\"\r\n\r\n",key];
        [bodyString appendFormat:@"%@\r\n",[dict objectForKey:key]];
    }
    // 文件
    [bodyString appendFormat:@"%@\r\n",MPboundary];
    [bodyString appendFormat:@"Content-Disposition: form-data; name=\"file\"; filename=\"file\"\r\n"];
    [bodyString appendFormat:@"Content-Type: image/png\r\n\r\n"];
    
    [fileData appendData:[bodyString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    [fileData appendData:data];
    [fileData appendData:[end dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    
    NSMutableURLRequest *request=[NSMutableURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString: uploadURL] cachePolicy:1 timeoutInterval:2.0f];
    request.HTTPMethod = @"POST";
    request.timeoutInterval = 15.0;
    NSString *content = [[NSString alloc]initWithFormat:@"multipart/form-data; boundary=%@", @"boundary"];
    [request setValue:content forHTTPHeaderField:@"Content-Type"];
    [request setValue:[NSString stringWithFormat:@"%lu", (unsigned long)[fileData length]] forHTTPHeaderField:@"Content-Length"];
    //  上传文件
    request.HTTPBody = fileData;
    NSURLSessionDataTask *datatask = [[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request
                                                                     completionHandler:^(NSData * _Nullable data,
                                                                                         NSURLResponse * _Nullable response,
                                                                                         NSError * _Nullable error)
    {
    
    [datatask resume];

关于cookie的介绍请查看我的另一篇文章iOS 深入浅出 网络编程之 NSHTTPCookie/NSHTTPCookieStorage
关于Cache的介绍请查看我的另一篇文章iOS 深入浅出 网络编程之 NSURLCache
关于Authentication And Credentials部分请查看官方文档

总结

使用NSURLSession请求的大致流程为,配置NSURLSession,配置NSURLRequest,创建NSURLSessionTask,发起请求,中间穿插了,身份认证,Cookie,Cache处理等。

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