NSURLSession学习笔记（一）简介

一、URL Session的基本概念

1.三种工作模式：

默认会话模式（default）：工作模式类似于原来的NSURLConnection，使用的是基于磁盘缓存的持久化策略，使用用户keychain中保存的证书进行认证授权。

瞬时会话模式（ephemeral）：该模式不使用磁盘保存任何数据。所有和会话相关的caches，证书，cookies等都被保存在RAM中，因此当程序使会话无效，这些缓存的数据就会被自动清空。

后台会话模式（background）：该模式在后台完成上传和下载，在创建Configuration对象的时候需要提供一个NSString类型的ID用于标识完成工作的后台会话。

2.NSURLSession支持的三种任务

NSURLSession类支持三种类型的任务：加载数据，下载和上传。

二、相关的类

NSURLConnection这个名字，实际上指的是一组构成Foundation框架中URL加载系统的相互关联的组件：NSURLRequest，NSURLResponse，NSURLProtocol，NSURLCache，NSHTTPCookieStorage，NSURLCredentialStorage，以及和它同名的NSURLConnection。

在WWDC 2013中，Apple的团队对NSURLConnection进行了重构，并推出了NSURLSession作为替代。

NSURLSession也是一组相互依赖的类，它的大部分组件和NSURLConnection中的组件相同如NSURLRequest，NSURLCache等。而NSURLSession的不同之处在于，它将NSURLConnection替换为NSURLSession和NSURLSessionConfiguration，以及3个NSURLSessionTask的子类：NSURLSessionDataTask, NSURLSessionUploadTask, 和NSURLSessionDownloadTask。

下面来说下NSURLSession新推出的类：

1.NSURLSessionConfiguration类

其中NSURLSessionConfiguration用于配置会话的属性，可以通过该类配置会话的工作模式：

+ (NSURLSessionConfiguration *)defaultSessionConfiguration;
+ (NSURLSessionConfiguration *)ephemeralSessionConfiguration;
+ (NSURLSessionConfiguration *)backgroundSessionConfiguration:(NSString *)identifier;

在backgroundSessionConfiguration:方法中的identifier参数指定了会话的ID，用于标记后台的session。

该类的其中两个属性：

/* allow request to route over cellular. */
@property BOOL allowsCellularAccess;

/* allows background tasks to be scheduled at the discretion of the system for optimal performance. */
@property (getter=isDiscretionary) BOOL discretionary NS_AVAILABLE(NA, 7_0);

allowsCellularAccess 属性指定是否允许使用蜂窝连接， discretionary属性为YES时表示当程序在后台运作时由系统自己选择最佳的网络连接配置，该属性可以节省通过蜂窝连接的带宽。在使用后台传输数据的时候，建议使用discretionary属性，而不是allowsCellularAccess属性，因为它会把WiFi和电源可用性考虑在内。补充：这个标志允许系统为分配任务进行性能优化。这意味着只有当设备有足够电量时，设备才通过Wifi进行数据传输。如果电量低，或者只仅有一个蜂窝连接，传输任务是不会运行的。后台传输总是在discretionary模式下运行。

2.NSURLSession类

获取NSURLSession类对象有几种方式：

/*
 * The shared session uses the currently set global NSURLCache,
 * NSHTTPCookieStorage and NSURLCredentialStorage objects.
 */
+ (NSURLSession *)sharedSession;

/*
 * Customization of NSURLSession occurs during creation of a new session.
 * If you only need to use the convenience routines with custom
 * configuration options it is not necessary to specify a delegate.
 * If you do specify a delegate, the delegate will be retained until after
 * the delegate has been sent the URLSession:didBecomeInvalidWithError: message.
 */
+ (NSURLSession *)sessionWithConfiguration:(NSURLSessionConfiguration *)configuration;
+ (NSURLSession *)sessionWithConfiguration:(NSURLSessionConfiguration *)configuration delegate:(id <NSURLSessionDelegate>)delegate delegateQueue:(NSOperationQueue *)queue;

第一种方式是使用静态的sharedSession方法，该类使用共享的会话，该会话使用全局的Cache，Cookie和证书。

第二种方式是通过sessionWithConfiguration:方法创建对象，也就是创建对应配置的会话，与NSURLSessionConfiguration合作使用。

第三种方式是通过sessionWithConfiguration:delegate:delegateQueue方法创建对象，二三两种方式可以创建一个新会话并定制其会话类型。该方式中指定了session的委托和委托所处的队列。当不再需要连接时，可以调用Session的invalidateAndCancel直接关闭，或者调用finishTasksAndInvalidate等待当前Task结束后关闭。这时Delegate会收到URLSession:didBecomeInvalidWithError:这个事件。Delegate收到这个事件之后会被解引用。

3.NSURLSessionTask类

NSURLSessionTask是一个抽象子类，它有三个子类：NSURLSessionDataTask，NSURLSessionUploadTask和NSURLSessionDownloadTask。这三个类封装了现代应用程序的三个基本网络任务：获取数据，比如JSON或XML，以及上传和下载文件。

下面是其继承关系：

有多种方法创建对应的任务对象：

（1）NSURLSessionDataTask

通过request对象或url创建：

/* Creates a data task with the given request.  The request may have a body stream. */
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request;

/* Creates a data task to retrieve the contents of the given URL. */
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithURL:(NSURL *)url;

通过request对象或url创建，同时指定任务完成后通过completionHandler指定回调的代码块：

/*
 * data task convenience methods.  These methods create tasks that
 * bypass the normal delegate calls for response and data delivery,
 * and provide a simple cancelable asynchronous interface to receiving
 * data.  Errors will be returned in the NSURLErrorDomain, 
 * see <Foundation/NSURLError.h>.  The delegate, if any, will still be
 * called for authentication challenges.
 */
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request completionHandler:(void (^)(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;
- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithURL:(NSURL *)url completionHandler:(void (^)(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;

（2） NSURLSessionUploadTask

通过request创建，在上传时指定文件源或数据源。

/* Creates an upload task with the given request.  The body of the request will be created from the file referenced by fileURL */
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromFile:(NSURL *)fileURL;

/* Creates an upload task with the given request.  The body of the request is provided from the bodyData. */
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromData:(NSData *)bodyData;

/* Creates an upload task with the given request.  The previously set body stream of the request (if any) is ignored and the URLSession:task:needNewBodyStream: delegate will be called when the body payload is required. */
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithStreamedRequest:(NSURLRequest *)request;

在创建upload task对象时，通过completionHandler指定任务完成后的回调代码块：

/*
 * upload convenience method.
 */
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromFile:(NSURL *)fileURL completionHandler:(void (^)(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;
- (NSURLSessionUploadTask *)uploadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request fromData:(NSData *)bodyData completionHandler:(void (^)(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;

（3）NSURLSessionDownloadTask

/* Creates a download task with the given request. */
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request;

/* Creates a download task to download the contents of the given URL. */
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithURL:(NSURL *)url;

/* Creates a download task with the resume data.  If the download cannot be successfully resumed, URLSession:task:didCompleteWithError: will be called. */
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData;

下载任务支持断点续传，第三种方式是通过之前已经下载的数据来创建下载任务。
同样地可以通过completionHandler指定任务完成后的回调代码块：

/*
 * download task convenience methods.  When a download successfully
 * completes, the NSURL will point to a file that must be read or
 * copied during the invocation of the completion routine.  The file
 * will be removed automatically.
 */
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request completionHandler:(void (^)(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithURL:(NSURL *)url completionHandler:(void (^)(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;
- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData completionHandler:(void (^)(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error))completionHandler;

4.NSURLSessionDelegate和NSURLSessionTaskDelegate协议

在协议的方法中可以完成各种各样的回调动作，如身份验证、完成任务后的动作、错误处理和后台任务完成的动作等。委托方法指定在NSURLSession中一定数量的字节传输使用int64_t类型的参数。

这里只说下后台任务的一个委托方法：

/* If an application has received an
 * -application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:
 * message, the session delegate will receive this message to indicate
 * that all messages previously enqueued for this session have been
 * delivered.  At this time it is safe to invoke the previously stored
 * completion handler, or to begin any internal updates that will
 * result in invoking the completion handler.
 */
- (void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session NS_AVAILABLE_IOS(7_0);

合作使用的ApplicationDelegate方法：

// Applications using an NSURLSession with a background configuration may be launched or resumed in the background in order to handle the
// completion of tasks in that session, or to handle authentication. This method will be called with the identifier of the session needing
// attention. Once a session has been created from a configuration object with that identifier, the session's delegate will begin receiving
// callbacks. If such a session has already been created (if the app is being resumed, for instance), then the delegate will start receiving
// callbacks without any action by the application. You should call the completionHandler as soon as you're finished handling the callbacks.
- (void)application:(UIApplication *)application handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier completionHandler:(void (^)())completionHandler NS_AVAILABLE_IOS(7_0);

将任务切换到后台之后，Session的Delegate不会再收到和Task相关的消息。当所有Task全都完成后，程序将被唤醒，并调用ApplicationDelegate的application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:回调，在这里要为后台session（由background session的identifier标识）指定对应的回调代码块。

随后，对于每一个完成的后台Task调用该Session的Delegate中的URLSession:downloadTask:didFinishDownloadingToURL:（成功的话）和URLSession:task:didCompleteWithError:（成功或者失败都会调用）方法做处理，以上的回调代码块可以在这里调用。

本文参考的资料包括：

iOS 7系列译文：忘记NSURLConnection，拥抱NSURLSession吧！

NSURLSession使用说明及后台工作流程分析

Using NSURLSession

objc.io #5 iOS 7 From NSURLConnection to NSURLSession