AFNetworking3.0后为什么不再需要常驻线程？

最近在补源码阅读方面的短板，第一个选择的就是AFNetworking，一方面AF的编码思路、代码质量都属于开源框架的上乘；另一方面也可以借机温习一下网络方面的东西。
AF源码解析的系列文章有很多（文末有我看过的一些推荐给大家），本文不对AF作全面的解析，仅从常驻线程这个角度解析一下2.0和3.0的差异。

AF2.x为什么需要常驻线程？

NSURLConnection

先来看看 NSURLConnection 发送请求时的线程情况，NSURLConnection 是被设计成异步发送的，调用了start方法后，NSURLConnection 会新建一些线程用底层的 CFSocket 去发送和接收请求，在发送和接收的一些事件发生后通知原来线程的Runloop去回调事件。
大概有三种方法使用NSURLConnection

A.在主线程异步回调

若直接在主线程异步回调会存在两个问题：

[[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request delegate:self startImmediately:YES] 

1、当在主线程调用上面的初始化方法时，监听回调的任务会加入到主线程的 Runloop 下，主线程的Runloop默认的 RunloopMode 是 NSDefaultRunLoopMode。当用户滑动 scrollview 时，RunloopMode会切换到 NSEventTrackingRunLoopMode 模式，这个时候回调函数就不会执行了，直到用户停止滑动。
这个问题可以通过如下方法来解决：

NSURLConnection *connection = [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request delegate:self startImmediately:NO]; 
//设置 RunloopMode 为 NSRunLoopCommonModes（即使用户滑动 scrollview 也能即时执行回调函数）
[connection scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes]; 
[connection start];

2、作为网络层框架，在 NSURLConnection 回调回来之后，必定要对 Response 做一些诸如序列化、错误处理的操作的。这些通用操作势必要放在子线程去做掉，接着回到主线程，框架的使用者只需要拿到处理后的 Response 进行UI 刷新即可。（PASS）

B.一个请求一条线程

来一个请求开辟一条线程，设置runloop保活线程，等待结果回调。这种方式理论上是可行的，但是你也看到了，线程开销太大了。（PASS）

C.一条常驻线程

只开辟一条子线程，设置runloop使线程常驻。所有的请求在这个线程上发起、同时也在这个线程上回调。

那有人会问：那网络请求岂不是变成了单线程？

//networkRequestThread即常驻线程
[self performSelector:@selector(operationDidStart) onThread:[[self class] networkRequestThread] withObject:nil waitUntilDone:NO modes:[self.runLoopModes allObjects]];

- (void)operationDidStart {
    [self.lock lock];
    if (![self isCancelled]) {
        self.connection = [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:self.request delegate:self startImmediately:NO];
        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        for (NSString *runLoopMode in self.runLoopModes) {
            [self.connection scheduleInRunLoop:runLoop forMode:runLoopMode];
            [self.outputStream scheduleInRunLoop:runLoop forMode:runLoopMode];
        }
        [self.outputStream open];
        [self.connection start];
    }
    [self.lock unlock];
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        [[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:AFNetworkingOperationDidStartNotification object:self];
    });
}

首先，每一个请求对应一个AFHTTPRequestOperation实例对象（以下简称operation），每一个operation在初始化完成后都会被添加到一个NSOperationQueue中。
由这个NSOperationQueue来控制并发，系统会根据当前可用的核心数以及负载情况动态地调整最大的并发 operation 数量，我们也可以通过setMaxConcurrentoperationCount:方法来设置最大并发数。注意：并发数并不等于所开辟的线程数。具体开辟几条线程由系统决定。

也就是说此处执行operation是并发的、多线程的。

image

经过上面ABC方案的分析，最后再来小结一下为什么AF2.x需要一条常驻线程：

首先需要在子线程去start connection，请求发送后，所在的子线程需要保活以保证正常接收到 NSURLConnectionDelegate 回调方法。如果每来一个请求就开一条线程，并且保活线程，这样开销太大了。所以只需要保活一条固定的线程，在这个线程里发起请求、接收回调。

AF3.x为什么不再需要常驻线程？

标题写的是“AFNetworking3.0后为什么不再需要常驻线程？”，然而却花了大半的篇幅解析了AF2.x为什么需要常驻线程？EXO ME？？
其实明白了AF2.x为什么需要常驻线程之后，再看一下AF3.x，很快就能知道答案了～

NSURLConnection的一大痛点就是：发起请求后，这条线程并不能随风而去，而需要一直处于等待回调的状态。

苹果也是明白了这一痛点，从iOS9.0开始 deprecated 了NSURLConnection。 替代方案就是NSURLSession。当然NSURLSession还解决了很多其他的问题，这里不作赘述。

self.operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
self.operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 1;
self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:self.sessionConfiguration delegate:self delegateQueue:self.operationQueue];

为什么说NSURLSession解决了NSURLConnection的痛点，从上面的代码可以看出，NSURLSession发起的请求，不再需要在当前线程进行代理方法的回调！可以指定回调的delegateQueue，这样我们就不用为了等待代理回调方法而苦苦保活线程了。

同时还要注意一下，指定的用于接收回调的Queue的maxConcurrentOperationCount设为了1，这里目的是想要让并发的请求串行的进行回调。

为什么要串行回调？

- (AFURLSessionManagerTaskDelegate *)delegateForTask:(NSURLSessionTask *)task {
    NSParameterAssert(task);
    AFURLSessionManagerTaskDelegate *delegate = nil;
    [self.lock lock];
    //给所要访问的资源加锁，防止造成数据混乱
    delegate = self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier[@(task.taskIdentifier)];
    [self.lock unlock];
    return delegate;
}

这边对 self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier 的访问进行了加锁，目的是保证多线程环境下的数据安全。既然加了锁，就算maxConcurrentOperationCount不设为1，当某个请求正在回调时，下一个请求还是得等待一直到上个请求获取完所要的资源后解锁，所以这边并发回调也是没有意义的。相反多task回调导致的多线程并发，还会导致性能的浪费。

image

补充1：

AF3.x会给每个 NSURLSessionTask 绑定一个 AFURLSessionManagerTaskDelegate ，这个TaskDelegate相当于把NSURLSessionDelegate进行了一层过滤，最终只保留类似didCompleteWithError这样对上层调用者输出的回调。

- (void)URLSession:(__unused NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didCompleteWithError:(NSError *)error
{
//此处代码进行了大量删减，只是为了让大家清楚的看到这个方法做的最重要的事
dispatch_group_async(manager.completionGroup ?: url_session_manager_completion_group(), manager.completionQueue ?: dispatch_get_main_queue(), ^{
            if (self.completionHandler) {
                self.completionHandler(task.response, responseObject, error);
            }
    }
}

补充2：

面试官可能会问你：为什么AF3.0中需要设置

self.operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 1;

而AF2.0却不需要？

这个问题不难，但是却可以帮助面试官判断面试者是否真的认真研读了AF的两个大版本的源码。
解答：功能不一样：AF3.0的operationQueue是用来接收NSURLSessionDelegate回调的，鉴于一些多线程数据访问的安全性考虑，设置了maxConcurrentOperationCount = 1来达到串行回调的效果。
而AF2.0的operationQueue是用来添加operation并进行并发请求的，所以不要设置为1。

- (AFHTTPRequestOperation *)POST:(NSString *)URLString
                      parameters:(id)parameters
                         success:(void (^)(AFHTTPRequestOperation *operation, id responseObject))success
                         failure:(void (^)(AFHTTPRequestOperation *operation, NSError *error))failure
{
    AFHTTPRequestOperation *operation = [self HTTPRequestOperationWithHTTPMethod:@"POST" URLString:URLString parameters:parameters success:success failure:failure];
    [self.operationQueue addOperation:operation];
    return operation;
}

补充3：AF中常驻线程的实现（经典案例，不作赘述）

+ (NSThread *)networkRequestThread {
    static NSThread *_networkRequestThread = nil;
    static dispatch_once_t oncePredicate;
    dispatch_once(&oncePredicate, ^{
        _networkRequestThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(networkRequestThreadEntryPoint:) object:nil];
        [_networkRequestThread start];
    });

    return _networkRequestThread;
}

首先用NSThread创建了一个线程，并且这个线程是个单例。

+ (void)networkRequestThreadEntryPoint:(id)__unused object {
    @autoreleasepool {
        [[NSThread currentThread] setName:@"AFNetworking"];

        NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [runLoop run];
    }
}

新建的子线程默认是没有添加Runloop的，因此给这个线程添加了一个runloop，并且加了一个NSMachPort，来防止这个新建的线程由于没有活动直接退出。

作者：dj_rose
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