iOS之网络请求NSURLSession剖析

2013年的WWDC大会上,苹果推出了NSURLSession,对Foundation URL加载系统进行了彻底的重构,提供了更丰富的API来处理网络请求,如:支持http2.0协议、直接把数据下载到磁盘、同一session发送多个请求、下载是多线程异步处理和提供全局的session并可以统一配置等等,提高了NSURLSession的易用性、灵活性,更加地适合移动开发的需求。


NSURLSession的介绍

1. session类型

Default session

+defaultSessionConfiguration 返回一个标准的 configuration,这个配置实际上与 NSURLConnection 的网络堆栈(networking stack)是一样的,具有相同的共享 NSHTTPCookieStorage,共享 NSURLCache 和共享 NSURLCredentialStorage

Ephemeral session

+ephemeralSessionConfiguration 返回一个预设配置,这个配置中不会对缓存Cookie 和证书进行持久性的存储,这对于实现像秘密浏览这种功能来说是很理想的。

Background session

+backgroundSessionConfiguration:(NSString *)identifier 的独特之处在于,它会创建一个后台 session。后台 session 不同于常规的,普通的 session,它甚至可以在应用程序挂起,退出或者崩溃的情况下进行上传和下载任务。初始化时指定的标识符,被用于向任何可能在进程外恢复后台传输的守护进程。

2. 配置属性

基本配置

HTTPAdditionalHeaders 指定了一组默认的可以设置请求(outbound request)的数据头。这对于跨 session 共享信息,如内容类型、语言、用户代理和身份认证,是很有用的。

  • networkServiceType 对标准的网络流量、网络电话、语音、视频,以及由一个后台进程使用的流量进行了区分。大多数应用程序都不需要设置这个。
  • allowsCellularAccessdiscretionary 被用于节省通过蜂窝网络连接的带宽。对于后台传输的情况,推荐大家使用 discretionary 这个属性,而不是 allowsCellularAccess,因为前者会把 WiFi 和电源的可用性考虑在内。
  • timeoutIntervalForRequesttimeoutIntervalForResource 分别指定了对于请求和资源的超时间隔。许多开发人员试图使用 timeoutInterval 去限制发送请求的总时间,但其实它真正的含义是:分组(packet)之间的时间。实际上我们应该使用 timeoutIntervalForResource 来规定整体超时的总时间,但应该只将其用于后台传输,而不是用户实际上可能想要去等待的任何东西。
  • HTTPMaximumConnectionsPerHostFoundation 框架中 URL 加载系统的一个新的配置选项。它曾经被 NSURLConnection 用于管理私有的连接池。现在有了 NSURLSession,开发者可以在需要时限制连接到特定主机的数量。
  • HTTPShouldUsePipelining 这个属性在 NSMutableURLRequest 下也有,它可以被用于开启 HTTP 管线化(HTTP pipelining),这可以显着降低请求的加载时间,但是由于没有被服务器广泛支持,默认是禁用的。
  • sessionSendsLaunchEvents 是另一个新的属性,该属性指定该 session 是否应该从后台启动。
  • connectionProxyDictionary 指定了 session 连接中的代理服务器。同样地,大多数面向消费者的应用程序都不需要代理,所以基本上不需要配置这个属性。

Cookie 策略

  • HTTPCookieStorage 存储了 session 所使用的 cookie。默认情况下会使用 NSHTTPCookieShorage+sharedHTTPCookieStorage 这个单例对象,这与 NSURLConnection 是相同的。
  • HTTPCookieAcceptPolicy 决定了什么情况下 session 应该接受从服务器发出的 cookie
  • HTTPShouldSetCookies 指定了请求是否应该使用 session 存储的 cookie,即 HTTPCookieSorage 属性的值。

安全策略

  • URLCredentialStorage 存储了 session 所使用的证书。默认情况下会使用 NSURLCredentialStorage+sharedCredentialStorage 这个单例对象,这与 NSURLConnection 是相同的。
  • TLSMaximumSupportedProtocolTLSMinimumSupportedProtocol 确定 `session 是否支持 SSL 协议。

缓存策略

  • URLCachesession 使用的缓存。默认情况下会使用 NSURLCache+sharedURLCache 这个单例对象,这与 NSURLConnection 是相同的。
  • requestCachePolicy 指定了一个请求的缓存响应应该在什么时候返回。这相当于 NSURLRequest-cachePolicy 方法。

自定义协议

protocolClasses 用来配置特定某个 session 所使用的自定义协议(该协议是 NSURLProtocol 的子类)的数组。

3. NSURLSessionTask

NSURLsessionTask 是一个抽象类,其下有 3 个实体子类可以直接使用:NSURLSessionDataTaskNSURLSessionUploadTaskNSURLSessionDownloadTask。这 3 个子类封装了现代程序三个最基本的网络任务:获取数据,比如 JSON 或者 XML,上传文件和下载文件。

图1

不同于直接使用 alloc-init 初始化方法,task 是由一个 NSURLSession 创建的。每个 task 的构造方法都对应有或者没有 completionHandler 这个 block 的两个版本。

4. 代理

针对NSURLsessionTask的代理,根代理为NSURLSessionDelegate,其它的代理直接或者间接继承自改代理,如:NSURLSessionTaskDelegateNSURLSessionDataDelegateNSURLSessionDownloadDelegate。其中根代理NSURLSessionDelegate主要处理鉴权、后台下载任务完成通知等等,NSURLSessionTaskDelegate主要处理收到鉴权响应、任务结束(无论是正常还是异常),NSURLSessionDataDelegate处理数据的接收、dataTaskdownloadTask、缓存等,NSURLSessionDownloadDelegate主要处理数据下载、数据进度通知等。

图2

NSURLSession应用

1. NSURLSessionDataTask 发送 GET 请求

2. NSURLSessionDataTask 发送 POST 请求

3. NSURLSessionDataTask 设置代理发送请求

代理方法:

设置代理之后的强引用问题

  • NSURLSession 对象在使用的时候,如果设置了代理,那么 session 会对代理对象保持一个强引用,在合适的时候应该主动进行释放
  • 可以在控制器调用 viewDidDisappear 方法的时候来进行处理,通过调用 invalidateAndCancel 方法或者是 finishTasksAndInvalidate 方法来释放对代理对象的强引用。

其中,invalidateAndCancel是直接取消请求然后释放代理对象,而finishTasksAndInvalidate是等请求完成之后释放代理对象。

4. NSURLSessionDownloadTask 简单下载

以上方法无法监听下载进度,如要获取下载进度,可以使用代理的方式进行下载。

5. NSURLSessionDownloadTask 代理方式

代理方法:

暂停和恢复下载:

方式一:

方式二:

6. NSURLSessionDownloadTask 后台下载

appDelegate中实现application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:方法,在后台所有的任务完成后会调用给方法,但是我一直没有调用成功,原因未知,高手可以告知一下

handleEventsForBackgroundURLSession 方法是在后台下载的所有任务完成后才会调用。如果后台任务完成且应用被杀掉,启动应用程序后,该方法会在 application:didFinishLaunchingWithOptions:方法被调用之后被调用。

之后会调用接收完成的方法:

7. NSURLSessionUploadTask上传任务

注意事项

1. 后台下载的配置和限制

作为一个必须实现的委托,您不能对NSURLSession使用简单的基于 block的回调方法。后台启动应用程序,是相对耗费较多资源的,所以总是采用HTTP重定向。后台传输服务只支持HTTPHTTPS,你不能使用自定义的协议。系统会根据可用的资源进行优化,在任何时候你都不能强制传输任务在后台进行。

另外,要注意的是在后台会话中,NSURLSessionDataTasks 是完全不支持的,你应该只出于短期的、小请求等使用这些任务,而不是用来下载或上传。

2. 后台启动新的下载

苹果会对后台的下载任务进行限制,大致流程如下:

  • 苹果的NSURLSession这个类会维护一个Delay值(即延时执行时间),用于后台启动任务延时执行时使用;
  • 当在后台启动一个新任务时,苹果会对这个任务进行延时执行,延时时间苹果那边是有一个默认的延时时间,当后台启动的任务数越多,这个值就会成2N-1幂倍增长;
  • 比如:假设苹果设定的延时时间为Delay。当在后台启动了第一个任务时,这个任务的延时时间为Delay,这个任务会在Delay时间后开始执行;当启动在后台启动第二个任务时,这个任务的延时时间为:2 * Delay,当启动第三个任务是,该任务的延时执行时间即为:2 * 2 * Delay;以此类推,在后台启动第N个任务是,该任务的延时执行时间为:2^(N-1)次方 * Delay
  • 但是在应用从后台切到前台或者重新启动时,这个延时时间会重置。

参考示例:

https://github.com/BirdandLion/NSURLSessionDemo

参考资料:
Life Cycle of a URL Session

http://www.jianshu.com/p/63e2ad28459f

http://www.jianshu.com/p/b0ddadd34037

http://www.jianshu.com/p/1211cf99dfc3

http://www.jianshu.com/p/02a5a896c9ed

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