iOS 网络相关面试题


问题:TCP、UDP


TCP/UDP

      |—— TCP:传输控制协议

传输层协议 |
|—— UDP:用户数据报协议

TCP与UDP的区别:

1.基于连接与无连接;(TCP在收发数据前,必须和对方建立可靠的连接)
2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少);
3.UDP程序结构较简单;
4.流模式与数据报模式 ;
5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证。

问题:HTTP和HTTPS


http的请求方式有哪些?

GET
POST
HEAD
PUT
DELETE
OPTIONS

http的GET和POST的区别?

GET的请求参数一般以?分割拼接到URL后面,POST请求参数在Body里面
GET参数长度限制为2048个字符,POST一般是没限制的
GET请求由于参数裸露在URL中,是不安全的,POST请求则是相对安全,之所以说是相对安全,是因为,如果POST虽然参数非明文,但如果被抓包,GET和POST一样都是不安全的。(HTTPS该用还是得用)

http的状态码

200 OK:请求成功,信息在返回的响应报文中
301 发生了网络重定向
400 Bad Request:一个通用差错代码,指示该请求不能被服务器理解
404 Not Found:被请求的文件不在服务器上
501、502:服务端有异常
505 HTTP Version Not Supported:服务器不支持请求报文使用的HTTP协议版本
<4开头的状态码通常是客户端的问题,5开头的则通常是服务端的问题>

http的连接建立流程

三次握手  Client                                                Server    阶段
               -------1.客户端发送SYN同步报文给服务端---------------->        TCP
               <--2.服务端收到同步(或连接建立)报文后,发送SYN+ACK报文---         TCP
                ---------3.客户端回应一个确认报文ACK---------------->        TCP
                 //之后在这条tcp通道上请求和响应
              -----------------比如客户端发送一个http请求报文-------->        HTTP
              <----服务端回应一个http响应报文-----------------------         HTTP
                //当在这条tcp通道上完成请求之后呢,需要进行四次挥手
四次挥手
              ------1.客户端主动发送连接断开(FIN)终止报文到服务端------>         TCP
              <----2.服务端收到终止报文后,发送确认(ACK)报文-----------         TCP
           //此时由客户端到服务端的连接就断开了,但是服务端到客户端可能还会传递数据也可以传
           //此时处于半关闭状态
           //如果需要完全关闭,应该找个时机由服务端向客户端发送终止报文
             <------3.服务端发送FIN+ACK报文------------------------         TCP
             ------4.客户端回给服务端一个确认(ACK)报文-------------->          TCP

http的连接为什么需要握手

对比一下 UDP 的通信流程和 TCP 的通信流程, 可以发现, 在 UDP 协议中, 是没有握手这个操作的。
这里就引出了 TCP 与 UDP 的一个基本区别, TCP 是可靠通信协议, 而 UDP 是不可靠通信协议。

TCP 的可靠性含义: 接收方收到的数据是完整, 有序, 无差错的。
UDP 不可靠性含义: 接收方接收到的数据可能存在部分丢失, 顺序也不一定能保证。
TCP 协议为了实现可靠传输, 通信双方需要判断自己已经发送的数据包是否都被接收方收到, 如果没收到, 就需要重发。 为了实现这个需求, 很自然地就会引出序号(sequence number) 和 确认号(acknowledgement number) 的使用。

为什么需要三次握手而不是两次握手

假设客户端发送一个同步报文给服务端的时候响应超时,那么客户端启动了超时重传机制,就会给服务端重新发送一个新的同步报文,新的同步报文被服务端接受经过三次握手后建立了一次连接。此时,超时的响应到达了服务端,服务端接受到后会以为这是一次新的连接请求,会给客户端一个确认报文,如果之后两次握手,那么这次超时的连接请求就会被建立,因而会产生错误。

HTTPS

含义

HTTPS 协议:一般理解为HTTP+SSL/TLS,通过 SSL证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信进行加密。

SSL 是指安全套接字层,简而言之,它是一项标准技术,可确保互联网连接安全,保护两个系统之间发送的任何敏感数据,防止网络犯罪分子读取和修改任何传输信息,包括个人资料。两个系统可能是指服务器和客户端(例如,浏览器和购物网站),或两个服务器之间(例如,含个人身份信息或工资单信息的应用程序)。

此举可确保在用户和站点之间,或两个系统之间传输的数据无法被读取。它使用加密算法打乱传输中的数据,防止数据通过连接传输时被黑客读取。这里所说的数据是指任何敏感或个人信息,例如信用卡号和其他财务信息、个人姓名和住址等。

TLS(传输层安全)是更为安全的升级版 SSL。由于 SSL 这一术语更为常用,因此我们仍然将我们的安全证书称作 SSL。有 ECC、RSA 或 DSA 三种加密方式。

HTTPS连接方式
1613460212080.jpg

加上备注版本:

1613461064713.jpg
加密
对称加密

有流式、分组两种,加密和解密都是使用的同一个密钥。即通过同一把秘钥进行加密,之后用同一把秘钥解密。
例如:DES、AES-GCM、ChaCha20-Poly1305等。

这就有一个问题:当一方生成了秘钥 K 之后得把 K 分享给另一方。但是穿越 Sin City 的道路危险中途很可能有人窃听到 K,窃听者就可以假扮双方中的任何一 方与另一方通信。这叫中间人攻击。

非对称加密

加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的,分别称为:公钥、私钥,公钥和算法都是公开的,私钥是保密的。非对称加密算法性能较低,但是安全性超强,由于其加密特性,非对称加密算法能加密的数据长度也是有限的。如果加密用公钥,解密就用私钥。如果加密用私钥,解密就用公钥。
例如:RSA、DSA、ECDSA、 DH、ECDHE。

举例:


1613459206537.jpg

小明的信箱编号是11A,小红的信箱编号是11B。这些都是大家知道的,类似于11A,11B这样的就叫公钥。其中11A是小明的公钥,11B是小红的公钥。小明想给小红传送信件,只需要把写好的信件投到小红的信箱里面。被信箱保护的信件,就好比加密的信息。只有小红用她的钥匙才能打开。而小红的钥匙就是她的私钥。每个人都有一对密钥,一个公开,一个保密。A要给B发送信息,就用B的公钥加密信息然后发送给B。B得到了加密信息,用自己的密钥解开加密信息,得到明文信息。然后小明小红就可以没羞没臊的通信了。


问题:NSURLConnection与NSURLSession区别


NSURLSession与NSURLConnection 的不同主要表现在以下几方面:

1)NSURLConnection 是 iOS2.0后推出的
NSURLSession 是iOS7.0后推出的,用于代替 NSURLConnection.

2)下载任务方式
NSURLConnection 使用异步回调,先将数据下载到内存,等下载完毕后,再写入沙盒.如果文件很大,会导致内存暴涨; 并且,使用异步回调无法监听下载进度.
所以使用 NSURLConnection下载的时候,使用代理回调监听下载进度,并且下载过程中要手动管理内存,使用起来比较麻烦.

而使用NSURLSession的时候,block 和代理可以同时起作用,并且可以直接从文件系统上传、下载,不会出现内存暴涨的情况. 下载文件的时候,默认会将文件下载到沙盒的 tmp文件夹中,不会占多少用内存. 但是在下载完成后,会删除文件,所以要在下载完成或者其他需要的地方,增加保存文件的代码.

3)请求方式的控制
NSURLConnection实例化对象,实例化开始,默认请求就发送(同步发送),不需要调用start方法。而cancel 可以停止请求的发送,停止后不能继续访问,需要创建新的请求。

NSURLSession有三个控制请求的方法,取消(cancel),暂停(suspend),继续(resume),暂停后可以通过继续恢复当前的请求任务。

4)断点续传实现方式
NSURLConnection进行断点下载,通过设置访问请求的HTTPHeaderField的Range属性,开启运行循环,NSURLConnection的代理方法作为运行循环的事件源,接收到下载数据时代理方法就会持续调用,并使用NSOutputStream(或者通过文件指针)管道流进行数据保存。

NSURLSession进行断点下载,当暂停下载任务后,如果 downloadTask (下载任务)为非空,调用 cancelByProducingResumeData:(void (^)(NSData *resumeData))completionHandler 这个方法,这个方法接收一个参数,完成处理代码块,这个代码块有一个 NSData 参数 resumeData,如果 resumeData 非空,我们就保存这个对象到视图控制器的 resumeData 属性中。在点击再次下载时,通过调用
[ [self.session downloadTaskWithResumeData: self.resumeData]resume]方法进行继续下载操作。

经过以上比较可以发现,使用NSURLSession进行断点下载更加便捷。

  1. NSURLSession 可以设置配置信息

NSURLSession的构造方法
(sessionWithConfiguration: delegate:delegateQueue)中有一个 NSURLSessionConfiguration类的参数可以设置配置信息,其决定了cookie,安全和高速缓存策略,最大主机连接数,资源管理,网络超时等配置。

NSURLConnection不能进行这个配置,相比于 NSURLConnection 依赖于一个全局的配置对象,缺乏灵活性而言,NSURLSession 有很大的改进了。

NSURLSession可以设置三种配置信息,分别通过调用三个类方法返回配置对象:


  +(NSURLSessionConfiguration *)defaultSessionConfiguration,

配置信息使用基于硬盘的持久化Cache,保存用户的证书到钥匙串,使用共享cookie存储;

  +(NSURLSessionConfiguration *)ephemeralSessionConfiguration

配置信息和default大致相同。除了,不会把cache,证书,或者任何和Session相关的数据存储到硬盘,而是存储在内存中,生命周期和Session一致。比如浏览器无痕浏览等功能就可以基于这个来做;

  +(NSURLSessionConfiguration *) backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:(NSString *)identifier

配置信息可以创建一个可以在后台甚至APP已经关闭的时候仍然在传输数据的session。注意,后台Session一定要在创建的时候赋予一个唯一的identifier,这样在APP下次运行的时候,能够根据identifier来进行相关的区分。如果用户关闭了APP,IOS 系统会关闭所有的background Session。而且,被用户强制关闭了以后,IOS系统不会主动唤醒APP,只有用户下次启动了APP,数据传输才会继续。

6)NSURLSession 支持HTTP 2.0


问题:AFN是怎么使用RunLoop的


常驻线程知识补充

下面开始常驻线程

首先新建类继承NSThread

#import 

@interface XMGThread : NSThread
@end

#import "XMGThread.h"

@implementation XMGThread
- (void)dealloc
{
    NSLog(@"%s", __func__);
}
@end

然后我们在控制器里如下写

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //XMGThread继承NSThread,是为了重写dealloc看到线程消亡
    XMGThread *thread; = [[XMGThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run3) object:nil];
    [thread start];
}

上述方法执行后,每一次点击都是一个新的线程去执行任务,执行完任务线程开始消亡,可以知道开销会很大。那尝试用同一个线程去试试,首先想到的是使用强引用引用thread,不让他消亡,如下

/** 线程对象 */
@property (nonatomic, strong) XMGThread *thread;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.thread = [[XMGThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    [self.thread start];
}
- (void)run
{
    NSLog(@"---------");
}

第一次点击很正常,但第二次点击就奔溃,奔溃打印如下

reason: '*** -[XMGThread start]: attempt to start the thread again'

意思就是已经消亡的线程不能重新开启。所以即使是强引用,执行完任务后线程还是会消亡。

尝试接着改造,让thread不消亡

/** 线程对象 */
@property (nonatomic, strong) XMGThread *thread;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.thread = [[XMGThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [self.thread start];
}
- (void)run
{
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];//给RunLoop添加port,也就是Source,让线程保活。如果RunLoop里面没有Source或Timer,RunLoop还是会结束运行。
    
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run]; //创建以及运行循环
    
    //上面一句与下面的两种写法等同。想让一个RunLoop跑圈,首先要选择一种模式,其次模式里的Source或Timer不能为空,不然不会循环。
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    //    [[NSRunLoop currentRunLoop] runUntilDate:[NSDate distantFuture]];
    
    NSLog(@"---------"); 这句话是不会打印的,因为一直在上一句跑圈,然后执行这个线程里的任务。
}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    //把self.thread的方法里加了运行循环,这个线程就活下来了,这个方法可以调用。每次点击都在self.thread线程里执行test方法
    [self performSelector:@selector(test) onThread:self.thread withObject:nil waitUntilDone:NO];
}
- (void)test
{
    NSLog(@"---------");
}

如上已经能做到线程保活了。

还有奇葩的保活方案,如下,改造下上面代码里的run方法, 其他代码照旧。

//这种改造是不行的,该线程一直忙着处理while (1),不会管其他事情的。
- (void)run
{
    while (1); // 当前线程永远在处理这行代码
    
    NSLog(@"---------");
}

- (void)run
{
    while (1) {//一直让NSRunLoop跑圈,当NSRunLoop跑圈时就会检测要不要处理事情,所以比上面单独的while (1);高级很多,也可以做到保活目的。但是不太推荐这种写法。
        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
    }
    
    NSLog(@"---------");
}

afn 3.0之后开始使用NSURLSession

afn使用NSRunLoop开启了一条常驻线程

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

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

+ (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;
}

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