探秘AFNetworking

AFNetworkingiOS最常用的网络框架,虽然系统也有NSURLSession,但是我们一般不会直接用它。AFNetworking经过了三个大版本,现在用的大多数都是3.x的版本。

AFNetworking经历了下面三个阶段的发展:- 1.0版本 : 基于NSURLConnection的封装。

  • 2.0版本 : 两套实现,分别基于NSURLConnectionNSURLSession,是转向NSURLSession的过渡版。
  • 3.0版本 : 基于NSURLSession的封装。

文件构成

AFNetworking3.X的构成很简单,主要就四部分,除此之外还有一些基于UIKitCategory,但这些并不是标配。

  • Manager : 负责处理网络请求的两个Manager,主要实现都在AFURLSessionManager中。
  • Reachability : 网络状态监控。
  • Security : 处理网络安全和HTTPS相关的。
  • Serialization : 请求和返回数据的格式化器。

AFURLSessionManager

AFN3.0中,网络请求的manager主要有AFHTTPSessionManagerAFURLSessionManager构成,二者为父子关系。这两个类职责划分很清晰,父类负责处理一些基础的网络请求代码,并且接受NSURLRequest对象,而子类则负责处理和http协议有关的逻辑。AFN的这套设计很便于扩展,如果以后想增加FTP协议的处理,则基于AFURLSessionManager创建子类即可。子类中只需要进行很少的代码处理,创建一个NSURLRequest对象后调用父类代码,由父类去完成具体的请求操作。创建sessionManagerAFHTTPSessionManager类的初始化方法中并没有太多实现代码,其内部调用的都是父类AFURLSessionManagerinitWithSessionConfiguration方法,下面是此方法内部的一些关键代码。在初始化方法中包含一个参数sessionConfiguration,如果没有传入的话默认是使用系统的defaultConfiguration,我们创建是一般都不会自定义configuration,所以大多数都是系统的。

if (!configuration) {
configuration = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
}

随后是NSURLSession的初始化代码,关于NSOperationQueue后面详细进行讲解。NSURLSession的初始化方式有两种,一种是使用系统的共享session,另一种是自己创建sessionAFN选择的是创建自己的session,并且每个请求都会创建一个独立的session。可以通过NSURLSession进行连接复用,这样可以避免很多握手和挥手的过程,提高网络请求速度,苹果允许iOS设备上一个域名可以有四个连接同时存在。但是由于AFN的实现是每个请求都创建一个session,所以就不能进行连接复用。所以可以通过在外面对AFN进行二次封装,将AFHTTPSessionManager复用为单例对象,通过复用sessionManager的方式,来进行连接的复用。但是这种方案对于不同的requestSerializerresponseSerializer等情况,还是要做特殊兼容,所以最好建立一个sessionManager池,对于同类型的sessionManager直接拿出来复用,否则就创建新的。

// 共享session连接池
[NSURLSession sharedSession];

// 创建新session,则不能使用共享session连接池

[NSURLSession sessionWithConfiguration:self.sessionConfiguration delegate:self delegateQueue:self.operationQueue];

由于当前AFURLSessionManager对象的所有sessionTask请求任务,都是共享同一个回调代理的,所以AFN为了区分每个sessionTask,通过下面的可变字典,将所有taskDelegatetask.taskIdentifier的进行了一一对应,以便于很容易的对每个请求task进行操作。

self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier = [[NSMutableDictionary alloc] init];

在初始化方法中,可以发现AFN在创建session后,调用了getTasksWithCompletionHandler方法来获取当前所有的task。但是现在刚创建session,理论上来说是不应该有task的。但从AFN的issues中找到了答案issues 3499。这是因为,在completionHandler回调中,为了防止进入前台时,通过session id恢复的task导致一些崩溃问题,所以这里将之前的task进行遍历,并将回调都置nil

[self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {

for (NSURLSessionDataTask *task in dataTasks) {

[self addDelegateForDataTask:task uploadProgress:nil downloadProgress:nil completionHandler:nil];

}

for (NSURLSessionUploadTask *uploadTask in uploadTasks) {

[self addDelegateForUploadTask:uploadTask progress:nil completionHandler:nil];

}

for (NSURLSessionDownloadTask *downloadTask in downloadTasks) {

[self addDelegateForDownloadTask:downloadTask progress:nil destination:nil completionHandler:nil];

}

}];

创建task

AFURLSessionManager中进行task的创建,task的类型总共分为三种,dataTaskuploadTaskdownloadTaskAFN并没有对streamTask进行处理。AFHTTPSessionManager在创建GETPOST等请求时,本质上都是调用了下面的方法或其类似的方法,方法内部会创建一个task对象,并调用addDelegateForDataTask将后面的处理交给AFURLSessionManagerTaskDelegate来完成。随后会将task返回给调用方,调用方获取到task对象后,也就是子类AFHTTPSessionManager,会调用resume方法开始请求。

- (NSURLSessionDataTask *)dataTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request

uploadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *uploadProgress)) uploadProgressBlock

downloadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgressBlock

completionHandler:(nullable void (^)(NSURLResponse *response, id _Nullable responseObject,  NSError * _Nullable error))completionHandler {

__block NSURLSessionDataTask *dataTask = nil;

url_session_manager_create_task_safely(^{

dataTask = [self.session dataTaskWithRequest:request];

});

[self addDelegateForDataTask:dataTask uploadProgress:uploadProgressBlock downloadProgress:downloadProgressBlock completionHandler:completionHandler];

return dataTask;

}

除了普通请求外,uploaddownload都有类似的处理。addDelegateForDataTask方法中,会调用sessionManagersetDelegate:forTask:方法,此方法内部将tasktaskDelegate进行了注册。由于AFN可以通过通知让外界监听请求状态,所以在此方法中还监听了taskresumesuspend事件,并在实现代码中将事件广播出去。

- (void)addDelegateForDataTask:(NSURLSessionDataTask *)dataTask

uploadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *uploadProgress)) uploadProgressBlock

downloadProgress:(nullable void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgressBlock

completionHandler:(void (^)(NSURLResponse *response, id responseObject, NSError *error))completionHandler

{

AFURLSessionManagerTaskDelegate *delegate = [[AFURLSessionManagerTaskDelegate alloc] initWithTask:dataTask];

delegate.manager = self;

delegate.completionHandler = completionHandler;

dataTask.taskDescription = self.taskDescriptionForSessionTasks;

[self setDelegate:delegate forTask:dataTask];

delegate.uploadProgressBlock = uploadProgressBlock;

delegate.downloadProgressBlock = downloadProgressBlock;

}

如果从AFHTTPSessionManager的创建任务开始,按代码逻辑跟到这里,发现其实AFN3.0的请求代码真的很简单,主要都集中在创建NSMutableURLRequest那里,其他都依赖于NSURLSession,因为确实NSURLSessionAPI封装程度比较好,也很好使用。AFN3.0的作用就是对NSURLSession的封装性比较好,你不用去写太多重复性的代码,并且可以很容易的通过block得到回调结果。AFURLSessionManagerTaskDelegateNSURLSession的回调方法比较多,这里只针对一些关键代码进行讲解,以及梳理整体回调逻辑,不一一列举每个回调方法的作用,详细源码各位可以直接下载AFN代码查看。在AFURLSessionManager中,有一个AFURLSessionManagerTaskDelegate类比较重要,这个类和sessionTask是一一对应的,负责处理sessionTask请求的很多逻辑,NSURLSessionDelegate的回调基本都转发给taskDelegate去处理了。在NSURLSession回调中处理了HTTPS证书验证、下载进度之类的,没有太复杂的处理。taskDelegate的设计很不错,可以将代理回调任务处理对象化,也可以给AFURLSessionManager类瘦身。比较理想的是直接将代理设置为taskDelegate,但是由于会涉及一些AFURLSessionManager自身的处理逻辑,所以才设计为消息传递的方式。taskDelegate的功能很简单,主要是NSData数据的处理,NSProgress上传下载进度的处理,以及通知参数的处理。在进行AFN的下载处理时,NSData的数据拼接、事件回调,及文件处理,都是由taskDelegate来完成的。下面是downloadTask任务完成时的处理代码,其他回调代码就不一一列举了。

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session

downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask

didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location

{

self.downloadFileURL = nil;

if (self.downloadTaskDidFinishDownloading) {

self.downloadFileURL = self.downloadTaskDidFinishDownloading(session, downloadTask, location);

if (self.downloadFileURL) {

NSError *fileManagerError = nil;

if (![[NSFileManager defaultManager] moveItemAtURL:location toURL:self.downloadFileURL error:&fileManagerError]) {

[[NSNotificationCenter defaultCenter] postNotificationName:AFURLSessionDownloadTaskDidFailToMoveFileNotification object:downloadTask userInfo:fileManagerError.userInfo];

}

}

}

}

taskDelegate中有一个很好的设计,taskDelegate并不直接在NSURLSession的代理方法中做进度拼接和回调。而是对于上传和下载任务分别对应不同的NSProgress,并通过KVO来监听fractionCompleted属性,并且实现cancelsuspend等状态回调。任务的状态和进度处理交给NSProgress,在回调方法中直接拼接NSProgress的进度,从而回调KVO方法。NSProgress内部的cancelpauseresume方法,正好可以对应到sessionTask的方法调用。但是从代码角度来看,AFN好像并没有进行相关的调用,但这个设计思路很好。

_uploadProgress = [[NSProgress alloc] initWithParent:nil userInfo:nil];

_downloadProgress = [[NSProgress alloc] initWithParent:nil userInfo:nil];

__weak __typeof__(task) weakTask = task;

for (NSProgress *progress in @[ _uploadProgress, _downloadProgress ])

{

progress.totalUnitCount = NSURLSessionTransferSizeUnknown;

progress.cancellable = YES;

progress.cancellationHandler = ^{

[weakTask cancel];

};

progress.pausable = YES;

progress.pausingHandler = ^{

[weakTask suspend];

};

#if AF_CAN_USE_AT_AVAILABLE

if (@available(iOS 9, macOS 10.11, *))

#else

if ([progress respondsToSelector:@selector(setResumingHandler:)])

#endif

{

progress.resumingHandler = ^{

[weakTask resume];

};

}

[progress addObserver:self

forKeyPath:NSStringFromSelector(@selector(fractionCompleted))

options:NSKeyValueObservingOptionNew

context:NULL];

}

_AFURLSessionTaskSwizzling

看过源码的话,可以发现AFURLSessionManager中还有一个_AFURLSessionTaskSwizzling类,这里我们简称taskSwizzling类。我认为此类的设计实在是冗余,此类的主要功能就是在+load方法中进行一个swizzling,将dataTaskresumesuspend方法进行替换,并且在替换后的方法中发出对应的通知,并没有太多实际的功能。只不过taskSwizzling类中还是有一些不错的代码设计值得借鉴的,由于sessionTask存在一系列继承链,所以直接对其进行swizzling对其他子类并不生效,因为每个子类都有自己的实现,而写一大堆swizzling又没有什么技术含量。在iOS7iOS8上,sessionTask的继承关系并不一样,最好进行一个统一的处理。AFN采取的方式是创建一个dataTask对象,并对这个对象进行swizzling,并且遍历其继承链一直进行swizzling,这样保证集成继承链的正确性。

NSURLSessionConfiguration *configuration = [NSURLSessionConfiguration ephemeralSessionConfiguration];

NSURLSession * session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:configuration];

#pragma GCC diagnostic push

#pragma GCC diagnostic ignored "-Wnonnull"

NSURLSessionDataTask *localDataTask = [session dataTaskWithURL:nil];

#pragma clang diagnostic pop

IMP originalAFResumeIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod([self class], @selector(af_resume)));

Class currentClass = [localDataTask class];

while (class_getInstanceMethod(currentClass, @selector(resume))) {

Class superClass = [currentClass superclass];

IMP classResumeIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(currentClass, @selector(resume)));

IMP superclassResumeIMP = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(superClass, @selector(resume)));

if (classResumeIMP != superclassResumeIMP &&

originalAFResumeIMP != classResumeIMP) {

[self swizzleResumeAndSuspendMethodForClass:currentClass];

}

currentClass = [currentClass superclass];

}

+ (void)swizzleResumeAndSuspendMethodForClass:(Class)theClass {

Method afResumeMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(af_resume));

Method afSuspendMethod = class_getInstanceMethod(self, @selector(af_suspend));

if (af_addMethod(theClass, @selector(af_resume), afResumeMethod)) {

af_swizzleSelector(theClass, @selector(resume), @selector(af_resume));

}

if (af_addMethod(theClass, @selector(af_suspend), afSuspendMethod)) {

af_swizzleSelector(theClass, @selector(suspend), @selector(af_suspend));

}

}

clang预编译指令

AFN为了避免发生编译器警告,采取了预编译指令对代码进行修饰,预编译指令基本由三部分组成,pushpopignored类型。Github上有人维护了一份clang warning清单,如果想进行对应的预编译处理可以上去找找有没有合适的。

#pragma clang diagnostic push

#pragma clang diagnostic ignored "-Wgnu"

#pragma clang diagnostic pop

线程问题

NSURLSessioniOS8以下会并发创建多个task,但并发设置task identifier的时候会存在identifier重复的问题。为了解决这个问题,在iOS8以下,系统将所有sessionTask的创建都放在一个同步的串行队列中进行,保证创建及赋值操作是串行进行的。

url_session_manager_create_task_safely(^{

dataTask = [self.session dataTaskWithRequest:request];

});

url_session_manager_create_task_safely(^{

uploadTask = [self.session uploadTaskWithRequest:request fromData:bodyData];

});

// 如果Foundation版本小于iOS8,则把block任务放在一个同步队列中执行。这个问题是由于在iOS8以下并发创建任务,可能会有多个相同的identifier

static void url_session_manager_create_task_safely(dispatch_block_t block) {

if (NSFoundationVersionNumber < NSFoundationVersionNumber_With_Fixed_5871104061079552_bug) {

dispatch_sync(url_session_manager_creation_queue(), block);

} else {

block();

}

}

一个比较有意思的是,AFN为了让开发者明白为什么要加这个判断,对iOS8系统的判断定义成了一个宏,并且用Apple Supportid作为宏定义命名,很见名知意。

#define NSFoundationVersionNumber_With_Fixed_5871104061079552_bug NSFoundationVersionNumber_iOS_8_0

AFN在回调didCompleteWithError方法,并处理返回数据时,会切换到其他线程和group去处理,处理完成后再切换到主线程并通知调用方。AFN提供了两个属性,用来设置请求结束后进行回调的dispatch queuedispatch group,如果不设置的话,AFN会有默认的实现来处理请求结束的操作。下面是groupqueue的实现,AFN对于返回数据的处理,采用的是并发处理。

static dispatch_queue_t url_session_manager_processing_queue() {

static dispatch_queue_t af_url_session_manager_processing_queue;

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

af_url_session_manager_processing_queue = dispatch_queue_create("com.alamofire.networking.session.manager.processing", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

});

return af_url_session_manager_processing_queue;

}

static dispatch_group_t url_session_manager_completion_group() {

static dispatch_group_t af_url_session_manager_completion_group;

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

af_url_session_manager_completion_group = dispatch_group_create();

});

return af_url_session_manager_completion_group;

}

NSOperationQueue

AFN在创建AFURLSessionManageroperationQueue时,将其最大并发数设置为1。这是因为在创建NSURLSSession时,苹果要求网络请求回来的数据顺序执行,为了保证代理方法的执行顺序,所以需要串行的调用NSURLSSession的代理方法。

AFHTTPSessionManager

AFHTTPSessionManager本质上是对父类AFURLSessionManager的封装,主要实现都在父类中,自己内部代码实现很简单。在创建AFHTTPSessionManager时会传入一个baseURL,以及指定requestSerializerresponseSerializer对象。从代码实现来看,AFN的请求并不是单例形式的,每个请求都会创建一个新的请求对象。平时调用的GETPOST等网络请求方法,都定义在AFHTTPSessionManager中。AFHTTPSessionManager内部则调用父类方法,发起响应的请求并获取到task对象,调用taskresume后返回给调用方。

- (NSURLSessionDataTask *)GET:(NSString *)URLString

parameters:(id)parameters

progress:(void (^)(NSProgress * _Nonnull))downloadProgress

success:(void (^)(NSURLSessionDataTask * _Nonnull, id _Nullable))success

failure:(void (^)(NSURLSessionDataTask * _Nullable, NSError * _Nonnull))failure

{

NSURLSessionDataTask *dataTask = [self dataTaskWithHTTPMethod:@"GET"

URLString:URLString

parameters:parameters

uploadProgress:nil

downloadProgress:downloadProgress

success:success

failure:failure];

[dataTask resume];

return dataTask;

}

AFURLRequestSerialization

AFURLRequestSerialization负责创建NSMutableURLRequest请求对象,并对request进行请求的参数拼接、设置缓存策略、设置请求头等关于请求相关的配置。AFURLRequestSerialization并不是一个类,而是一个文件,其中包含三个requestSerializer请求对象,分别对应着不同的请求序列化器。- AFHTTPRequestSerializer:普通请求。

  • AFJSONRequestSerializer:JSON请求。
  • AFPropertyListRequestSerializer:一种特殊的xml格式请求。

这三个类区别就在于Content-Type不同,其他基本都是一样的。AFN默认是HTTP的。

AFURLRequestSerialization协议

在文件中定义了同名的AFURLRequestSerialization协议,不同的requestSerializer会对协议方法有不同的实现,下面是AFHTTPRequestSerializer的实现代码。其核心代码实现也比较直观,就是在创建requestSerializer的时候,设置请求头的公共参数,以及将请求参数通过NSJSONSerialization转换为NSData,并将其赋值给request对象的httpBody,下面是精简后的核心代码。

- (NSURLRequest *)requestBySerializingRequest:(NSURLRequest *)request

withParameters:(id)parameters

error:(NSError *__autoreleasing *)error

{

NSMutableURLRequest *mutableRequest = [request mutableCopy];

[self.HTTPRequestHeaders enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id field, id value, BOOL * __unused stop) {

if (![request valueForHTTPHeaderField:field]) {

[mutableRequest setValue:value forHTTPHeaderField:field];

}

}];

if (parameters) {

if (![mutableRequest valueForHTTPHeaderField:@"Content-Type"]) {

[mutableRequest setValue:@"application/json" forHTTPHeaderField:@"Content-Type"];

}

NSData *jsonData = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:parameters options:self.writingOptions error:error];

[mutableRequest setHTTPBody:jsonData];

}

return mutableRequest;

}

如果想给网络请求设置请求参数的话,需要通过requestSerializer对外暴露的API添加参数,AFN的requestManager并不直接对外提供设置请求头的代码。通过requestSerializer可以对请求头进行添加和删除、以及清空的操作。从创建AFURLRequestSerialization对象到最后返回NSURLRequest对象,中间的过程并不复杂,主要是设置请求头和拼接参数,逻辑很清晰。AFQueryStringPairAFURLRequestSerialization有一个很重要的功能就是参数处理,AFQueryStringPair就是负责处理这些参数的。pair类中定义了两个属性,分别对应请求参数的keyvalue。除此之外,还定义了一些非常实用的C语言函数。

@interface AFQueryStringPair : NSObject

@property (readwrite, nonatomic, strong) id field;

@property (readwrite, nonatomic, strong) id value;

- (id)initWithField:(id)field value:(id)value;

- (NSString *)URLEncodedStringValue;

@end

AFQueryStringFromParameters函数负责将请求参数字典,转成拼接在URL后面的参数字符串,这个函数是AFQueryStringPair类中定义的一个关键函数。函数内部通过AFQueryStringPairsFromDictionary函数将参数字典,转为存储pair对象的数组并进行遍历,遍历后调用URLEncodedStringValue方法对参数进行拼接,最后成为字符串参数。URLEncodedStringValue方法实现很简单,就是进行一个keyvalue的拼接,并且在中间加上“=”。

static NSString * AFQueryStringFromParameters(NSDictionary *parameters) {

NSMutableArray *mutablePairs = [NSMutableArray array];

for (AFQueryStringPair *pair in AFQueryStringPairsFromDictionary(parameters)) {

[mutablePairs addObject:[pair URLEncodedStringValue]];

}

return [mutablePairs componentsJoinedByString:@"&"];

}

- (NSString *)URLEncodedStringValue {

if (!self.value || [self.value isEqual:[NSNull null]]) {

return AFPercentEscapedStringFromString([self.field description]);

} else {

return [NSString stringWithFormat:@"%@=%@", AFPercentEscapedStringFromString([self.field description]), AFPercentEscapedStringFromString([self.value description])];

}

}

下面是参数拼接的代码,函数内部会将原有的参数,转换为AFQueryStringPair对象的类型,但之前的层级结构不变。这句话是什么意思呢,就是说对原有传入的对象进行逐层递归调用,并且将最后一层字典的keyvalue参数,转成pair类型的对象,并且将嵌套有pair对象的数组返回给调用方。对象层级不变,但字典、集合都会被转换为数组结构,也就是之前传入字典、数组、字典的嵌套结构,返回的时候就是数组、数组、pair的结构返回。

NSArray * AFQueryStringPairsFromDictionary(NSDictionary *dictionary) {

return AFQueryStringPairsFromKeyAndValue(nil, dictionary);

}

NSArray * AFQueryStringPairsFromKeyAndValue(NSString *key, id value) {

NSMutableArray *mutableQueryStringComponents = [NSMutableArray array];

NSSortDescriptor *sortDescriptor = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"description" ascending:YES selector:@selector(compare:)];

if ([value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {

NSDictionary *dictionary = value;

for (id nestedKey in [dictionary.allKeys sortedArrayUsingDescriptors:@[ sortDescriptor ]]) {

id nestedValue = dictionary[nestedKey];

if (nestedValue) {

[mutableQueryStringComponents addObjectsFromArray:AFQueryStringPairsFromKeyAndValue((key ? [NSString stringWithFormat:@"%@[%@]", key, nestedKey] : nestedKey), nestedValue)];

}

}

} else if ([value isKindOfClass:[NSArray class]]) {

NSArray *array = value;

for (id nestedValue in array) {

[mutableQueryStringComponents addObjectsFromArray:AFQueryStringPairsFromKeyAndValue([NSString stringWithFormat:@"%@[]", key], nestedValue)];

}

} else if ([value isKindOfClass:[NSSet class]]) {

NSSet *set = value;

for (id obj in [set sortedArrayUsingDescriptors:@[ sortDescriptor ]]) {

[mutableQueryStringComponents addObjectsFromArray:AFQueryStringPairsFromKeyAndValue(key, obj)];

}

} else {

[mutableQueryStringComponents addObject:[[AFQueryStringPair alloc] initWithField:key value:value]];

}

return mutableQueryStringComponents;

}

设置NSMutableURLRequest

AFHTTPRequestSerializer在创建NSMutableURLRequest时,需要为request设置属性。serializer对外提供了和request同名的一些属性,外界直接调用serializer即可设置request的属性。AFHTTPRequestSerializer内部创建request时,并不是根据设置request的属性按个赋值,而是通过一个属性数组AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths,将serializer需要赋值给request的属性,都放在数组中。

static NSArray * AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths() {

static NSArray *_AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths = nil;

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

_AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths = @[NSStringFromSelector(@selector(allowsCellularAccess)), NSStringFromSelector(@selector(cachePolicy)), NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldHandleCookies)), NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldUsePipelining)), NSStringFromSelector(@selector(networkServiceType)), NSStringFromSelector(@selector(timeoutInterval))];

});

return _AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths;

}

在初始化AFHTTPRequestSerializer时,遍历keyPath数组并通过KVO的方式,监听serializer的赋值。如果外界对serializer对应的属性进行赋值,则将其添加到mutableObservedChangedKeyPaths数组中。在创建request对象是,遍历mutableObservedChangedKeyPaths数组并将值赋值给request对象。

for (NSString *keyPath in AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths()) {

if ([self respondsToSelector:NSSelectorFromString(keyPath)]) {

[self addObserver:self forKeyPath:keyPath options:NSKeyValueObservingOptionNew context:AFHTTPRequestSerializerObserverContext];

}

}

- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath

ofObject:(__unused id)object

change:(NSDictionary *)change

context:(void *)context

{

if (context == AFHTTPRequestSerializerObserverContext) {

if ([change[NSKeyValueChangeNewKey] isEqual:[NSNull null]]) {

[self.mutableObservedChangedKeyPaths removeObject:keyPath];

} else {

[self.mutableObservedChangedKeyPaths addObject:keyPath];

}

}

}

for (NSString *keyPath in AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths()) {

if ([self.mutableObservedChangedKeyPaths containsObject:keyPath]) {

[mutableRequest setValue:[self valueForKeyPath:keyPath] forKey:keyPath];

}

}

表单提交

当进行POST表单提交时,需要用到AFMultipartFormData协议。调用POST方法后,会回调一个遵守此协议的对象,可以通过此对象进行表单提交操作。

[manager POST:requestURL parameters:params constructingBodyWithBlock:^(id<AFMultipartFormData>  _Nonnull formData) {

[formData appendPartWithFileData:params[@"front_img"]

name:@"front_img"

fileName:frontImgfileName

mimeType:@"multipart/form-data"];

[formData appendPartWithFileData:params[@"reverse_img"]

name:@"reverse_img"

fileName:reverseImgfileName

mimeType:@"multipart/form-data"];

[formData appendPartWithFileData:params[@"face_img"]

name:@"face_img"

fileName:faceImgfileName

mimeType:@"multipart/form-data"];

} progress:^(NSProgress * _Nonnull uploadProgress) {

// nothing

} success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) {

// nothing

} failure:nil];

进行表单提交时,可以直接传入文件,也可以传入路径。表单提交可以同时提交多个文件,理论上数量不受限制。缓存策略AFN的缓存策略和NSURLCache的缓存策略一致,并且直接使用系统的枚举,这对iOS开发者是非常友好的。下面是枚举定义,忽略掉一些unimplemented的,和一些重定向到已有枚举的,可用的都在这。

typedef NS_ENUM(NSUInteger, NSURLRequestCachePolicy)

{

NSURLRequestUseProtocolCachePolicy = 0,

NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData = 1,

NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad = 2,

NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad = 3,

NSURLRequestReloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData = 4,

NSURLRequestReloadRevalidatingCacheData = 5,

};
  • NSURLRequestUseProtocolCachePolicy,使用协议指定的缓存策略。
  • NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData,忽略缓存,直接发起请求。
  • NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad,不验证缓存过期时间,如果有则使用缓存数据,如果不存在则请求服务器。
  • NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad,不验证缓存过期时间,如果有则使用缓存数据,如果不存在则请求失败。
  • NSURLRequestReloadIgnoringLocalAndRemoteCacheData,忽略本地缓存,以及代理等中间介质的缓存。
  • NSURLRequestReloadRevalidatingCacheData,和数据的源服务器验证数据合法性,如果可以用就直接使用缓存数据,否则从服务器请求数据。

AFURLResponseSerialization

AFURLResponseSerialization负责处理response相关的逻辑,其功能主要是设置acceptType、编码格式和处理服务器返回数据。同样的,AFURLResponseSerialization也有同名的协议,每个子类都遵循代理方法并实现不同的返回值处理代码。

- (nullable id)responseObjectForResponse:(nullable NSURLResponse *)response

data:(nullable NSData *)data

error:(NSError * _Nullable __autoreleasing *)error;

AFURLRequestSerialization一样,AFURLResponseSerialization由一个父类和六个子类构成,子类中有一个是Mac的,所以这里不做分析,子类的职责只是对acceptType做修改以及处理具体的返回数据。- AFHTTPResponseSerializer:公共父类,处理返回值类型为NSData二进制。

  • AFJSONResponseSerializer:JSON返回数据,也是默认类型。
  • AFXMLParserResponseSerializer,处理XML返回数据,由系统NSXMLParser负责处理。
  • AFPropertyListResponseSerializer:处理特殊XML返回数据,也就是plist数据。
  • AFImageResponseSerializer:处理图片返回数据,这个类型用的也比较多。
  • AFCompoundResponseSerializer:处理复杂数据,返回结果类型有多种。

容错处理

由于服务器有时候会返回null的情况,系统会将其转换为NSNull对象,而对NSNull对象发送不正确的消息,就会导致崩溃。从服务器接收到返回值后,AFN会对返回值进行一个递归查找,找到所有NSNull对象并将其移除,防止出现向NSNull对象发送消息导致的崩溃。

static id AFJSONObjectByRemovingKeysWithNullValues(id JSONObject, NSJSONReadingOptions readingOptions) {

if ([JSONObject isKindOfClass:[NSArray class]]) {

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray arrayWithCapacity:[(NSArray *)JSONObject count]];

for (id value in (NSArray *)JSONObject) {

[mutableArray addObject:AFJSONObjectByRemovingKeysWithNullValues(value, readingOptions)];

}

return (readingOptions & NSJSONReadingMutableContainers) ? mutableArray : [NSArray arrayWithArray:mutableArray];

} else if ([JSONObject isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {

NSMutableDictionary *mutableDictionary = [NSMutableDictionary dictionaryWithDictionary:JSONObject];

for (id <NSCopying> key in [(NSDictionary *)JSONObject allKeys]) {

id value = (NSDictionary *)JSONObject[key];

if (!value || [value isEqual:[NSNull null]]) {

[mutableDictionary removeObjectForKey:key];

} else if ([value isKindOfClass:[NSArray class]] || [value isKindOfClass:[NSDictionary class]]) {

mutableDictionary[key] = AFJSONObjectByRemovingKeysWithNullValues(value, readingOptions);

}

}

return (readingOptions & NSJSONReadingMutableContainers) ? mutableDictionary : [NSDictionary dictionaryWithDictionary:mutableDictionary];

}

return JSONObject;

}

AFNetworking的设计技巧

bundleForClass

在使用NSBundle对象时,我们最常用的就是mainBundle或者bundleWithPath这种方式获取bundle,这种对于都是从app二进制读取的时候是没有问题的。但是如果涉及到framework动态库,就不是那么易于使用。framework中可以包含资源文件,例如.bundle文件。如果是动态库形式的framework(framework也有静态形式),其会以一个独立二进制的形式表现,并且会分配独立的二进制空间。在读取bundle的时候,就可以考虑使用bundleForClass的方式读取。bundleForClass表示从当前类定义的二进制,所在的程序包中读取NSBundle文件。例如.app就是从main bundle中读取,如果是framework就从其所在的二进制中读取。网络指示器AFN提供了一些UIKit的Category,例如网络请求发起时,网络指示器转菊花,则由AFNetworkActivityIndicatorManager类负责。开启网络指示器很简单,添加下面代码即可,网络指示器默认是关闭的。

[[AFNetworkActivityIndicatorManager sharedManager] setEnabled:YES];

这里不对`AFNetworkActivityIndicatorManager`的代码进行过多的分析,只是调其中比较重要的点来分析,下面统称为`indicatorManager`。之前在`_AFURLSessionTaskSwizzling`类中写了很多代码,就是为了发出`resume`和`suspend`两个通知,这两个通知在`indicatorManager`中就用到了。网络指示器监听了下面的三个通知,并且完全由通知来驱动。
[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(networkRequestDidStart:) name:AFNetworkingTaskDidResumeNotification object:nil];

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(networkRequestDidFinish:) name:AFNetworkingTaskDidSuspendNotification object:nil];

[[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self selector:@selector(networkRequestDidFinish:) name:AFNetworkingTaskDidCompleteNotification object:nil];

如果看indicatorManager中的源码,你会发现为什么里面还有timer,完全不需要啊,有网络请求就转菊花,没网络请求就停止不就行了吗?这是因为AFN考虑,如果一个网络请求很快的话,会导致菊花出现转一下很快就消失的情况,如果网络请求比较多会多次闪现。所以对于这个问题,indicatorManager通过Timer的方式实现,如果在指定的区间内网络请求已经结束,则不在显示菊花,如果有多次请求则在请求之间也不进行中断。对于开始转圈设置的是1.0秒,结束转圈设置的是0.17秒。也就是当菊花开始旋转时,需要有1.0秒的延时,这个时间足以保证之前的菊花停止转动。结束转圈则会在0.17秒之后进行,可以保证菊花的旋转至少会有0.17秒。

static NSTimeInterval const kDefaultAFNetworkActivityManagerActivationDelay = 1.0;

static NSTimeInterval const kDefaultAFNetworkActivityManagerCompletionDelay = 0.17;

- (void)startActivationDelayTimer {

self.activationDelayTimer = [NSTimer

timerWithTimeInterval:self.activationDelay target:self selector:@selector(activationDelayTimerFired) userInfo:nil repeats:NO];

[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.activationDelayTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

- (void)startCompletionDelayTimer {

[self.completionDelayTimer invalidate];

self.completionDelayTimer = [NSTimer timerWithTimeInterval:self.completionDelay target:self selector:@selector(completionDelayTimerFired) userInfo:nil repeats:NO];

[[NSRunLoop mainRunLoop] addTimer:self.completionDelayTimer forMode:NSRunLoopCommonModes];

}

由于indicatorManager是采用通知的方式进行回调,所有的网络请求通知都会调到这。所以当多个网络请求到来时,会通过一个_activityCount来进行计数,可以将其理解为一个队列,这样更容易理解。在显示网络指示器的时候,就是基于_activityCount来进行判断的,如果队列中有请求则显示网络指示器,无论有多少请求。这种设计思路比较好,在项目中很多地方都可以用到。例如有些方法需要成对进行调用,例如播放开始和暂停,如果某一个方法调用多次就会造成bug。这种方式就比较适合用count的方式进行容错,内部针对count做一些判断操作。

- (void)incrementActivityCount {

[self willChangeValueForKey:@"activityCount"];

@synchronized(self) {

_activityCount++;

}

[self didChangeValueForKey:@"activityCount"];

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

[self updateCurrentStateForNetworkActivityChange];

});

}

- (void)decrementActivityCount {

[self willChangeValueForKey:@"activityCount"];

@synchronized(self) {

_activityCount = MAX(_activityCount - 1, 0);

}

[self didChangeValueForKey:@"activityCount"];

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

[self updateCurrentStateForNetworkActivityChange];

});

}

indicatorManager是多线程安全的,在一些关键地方都通过synchronized的方式加锁,防止从各个线程调用过来的通知造成资源抢夺的问题。

AFNetworkReachabilityManager

AFNetworking中还有很重要的一部分,就是Reachability,用来做网络状态监控的。AFNetworkingYYKit、苹果官方都提供有ReachabilityAPI使用,内部实现原理基本差不多。代码实现也很简单,主要依赖SystemConfiguration.framework框架的SCNetworkReachability,注册一个Callback然后等着回调就可以。这里讲一下核心逻辑,一些细枝末节的就忽略了。Reachability提供了两种初始化方法,一种是通过域名初始化的managerForDomain:方法,传入一个域名,基于这个域名的访问情况来判断当前网络状态。另一种是通过地址初始化的managerForAddress:方法,创建一个sockaddr_in对象,并基于这个对象来判断网络状态。

+ (instancetype)managerForAddress:(const void *)address {

SCNetworkReachabilityRef reachability = SCNetworkReachabilityCreateWithAddress(kCFAllocatorDefault, (const struct sockaddr *)address);

AFNetworkReachabilityManager *manager = [[self alloc] initWithReachability:reachability];

CFRelease(reachability);

return manager;

}

+ (instancetype)manager {

struct sockaddr_in address;

bzero(&address, sizeof(address));

address.sin_len = sizeof(address);

address.sin_family = AF_INET;

return [self managerForAddress:&address];

}

下面startMonitoring中是开启网络监测的核心代码,主要逻辑是设置了两个Callback,一个是block的一个是函数的,并添加到Runloop中开始监控。由此可以推测,Reachability的代码实现主要依赖Runloop的事件循环,并且在事件循环中判断网络状态。当网络发生改变时,就会回调AFNetworkReachabilityCallback函数,回调有三个参数。targetSCNetworkReachabilityRef对象,flags是网络状态,info是我们设置的block回调参数。回调Callback函数后,内部会通过block以及通知的形式,对外发出回调。


- (void)startMonitoring {

[self stopMonitoring];

if (!self.networkReachability) {

return;

}

__weak __typeof(self)weakSelf = self;

AFNetworkReachabilityStatusBlock callback = ^(AFNetworkReachabilityStatus status) {

__strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf;

strongSelf.networkReachabilityStatus = status;

if (strongSelf.networkReachabilityStatusBlock) {

strongSelf.networkReachabilityStatusBlock(status);

}

};

SCNetworkReachabilityContext context = {0, (__bridge void *)callback, AFNetworkReachabilityRetainCallback, AFNetworkReachabilityReleaseCallback, NULL};

SCNetworkReachabilitySetCallback(self.networkReachability, AFNetworkReachabilityCallback, &context);

SCNetworkReachabilityScheduleWithRunLoop(self.networkReachability, CFRunLoopGetMain(), kCFRunLoopCommonModes);

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0),^{

SCNetworkReachabilityFlags flags;

if (SCNetworkReachabilityGetFlags(self.networkReachability, &flags)) {

AFPostReachabilityStatusChange(flags, callback);

}

});

}

- (void)stopMonitoring {

if (!self.networkReachability) {

return;

}

SCNetworkReachabilityUnscheduleFromRunLoop(self.networkReachability, CFRunLoopGetMain(), kCFRunLoopCommonModes);

}

static void AFNetworkReachabilityCallback(SCNetworkReachabilityRef __unused target, SCNetworkReachabilityFlags flags, void *info) {

AFPostReachabilityStatusChange(flags, (__bridge AFNetworkReachabilityStatusBlock)info);

}

AFNetworking总结

AFNetworking对请求数据的序列化,以及返回数据的反序列化做了很多处理。使开发者只需要传入一个字典即可构建请求参数,无需处理拼接到URL后面或参数转换为body二进制的细节,这些都由AFNetworking内部处理并进行容错,开发者只需要指定请求方式即可。

通过AFNetworking实现https也很方便,AFSecurityPolicy可以很好的管理CA以及自签名证书,以及处理https请求过程中的一些逻辑,我们只需要告诉AFNetworking怎么处理即可,如果不指定处理方式则使用默认CA证书的方式处理。AFNetworking对于后台下载以及断点续传有很好的支持,我们可以在AFNetworking的基础上,很简单的就完成一个下载模块的设计。如果自己写后台下载和断点续传的代码,工作量还是不小的。并且AFNetworking在网络库的设计上还提供了很强的自定义性,例如指定证书、URL缓存处理,以及下载过程中不同下载阶段的处理。如果没有提供自定义处理,则使用默认处理方式。

AFSecurityPolicy

验证处理

AFN支持https请求,并通过AFSecurityPolicy类来处理https证书及验证,但其https请求的执行还是交给NSURLSession去完成的。下面是NSURLSession的一个代理方法,当需要进行证书验证时,可以重写此方法并进行自定义的验证处理。验证完成后通过completionHandlerblock来告知处理结果,并且将验证结果disposition和公钥credential传入。AFN通过AFSecurityPolicy类提供了验证逻辑,并且在内部可以进行证书的管理。也可以不使用AFN提供的验证逻辑,重写sessionDidReceiveAuthenticationChallenge的block即可自定义验证逻辑,不走AFN的逻辑。

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session

didReceiveChallenge:(NSURLAuthenticationChallenge *)challenge

completionHandler:(void (^)(NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition, NSURLCredential *credential))completionHandler

{

NSURLSessionAuthChallengeDisposition disposition = NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling;

__block NSURLCredential *credential = nil;

if (self.sessionDidReceiveAuthenticationChallenge) {

disposition = self.sessionDidReceiveAuthenticationChallenge(session, challenge, &credential);

} else {

if ([challenge.protectionSpace.authenticationMethod isEqualToString:NSURLAuthenticationMethodServerTrust]) {

if ([self.securityPolicy evaluateServerTrust:challenge.protectionSpace.serverTrust forDomain:challenge.protectionSpace.host]) {

credential = [NSURLCredential credentialForTrust:challenge.protectionSpace.serverTrust];

if (credential) {

disposition = NSURLSessionAuthChallengeUseCredential;

} else {

disposition = NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling;

}

} else {

disposition = NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge;

}

} else {

disposition = NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling;

}

}

if (completionHandler) {

completionHandler(disposition, credential);

}

}

除了进行NSURLSession请求验证的回调,对于每个task也有对应的代理方法。两个代理方法内部实现基本一样,区别在于对于每个taskAFN提供了taskDidReceiveAuthenticationChallenge回调block,可以由外界自定义证书验证过程。验证结果是通过一个枚举回调给NSURLSession的,参数是一个NSURLSessionAuthChallengeDisposition类型的枚举,表示证书验证的情况,此枚举包含下面几个具体值。

  • NSURLSessionAuthChallengeUseCredential

使用当前证书建立SSL连接,并处理后续请求

  • NSURLSessionAuthChallengePerformDefaultHandling

使用默认的处理方式,当前证书被忽略

  • NSURLSessionAuthChallengeCancelAuthenticationChallenge

验证不通过,取消整个网络请求

  • NSURLSessionAuthChallengeRejectProtectionSpace

这次验证被忽略,但不取消网络请求

SecurityHTTPS请求的密钥管理等安全相关的处理,都放在Security.framework框架中。在AFSecurityPolicy中经常可以看到SecTrustRef类型的变量,其表示的就是密钥对象,其中包含了公钥等信息。我们可以通过下面的命令获取到公钥,具体格式这里不做过多介绍,详细的可以Google一下公钥格式。

// 获取公钥命令

SecTrustCopyPublicKey(serverTrust)

// 打印的公钥(公钥已做脱敏)

<SecKeyRef algorithm id: 1, key type: RSAPublicKey, version: 4, block size: 2048 bits, exponent: {hex: 10001, decimal: 65537}, modulus: 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 addr: 0x280396dc0>

AFSecurityPolicy概述

AFSecurityPolicy的职责比较单一,只处理公钥和验证的逻辑,其定义是一个单例对象。此类主要由四个属性和一个方法构成。

// 证书验证方式

@property (readonly, nonatomic, assign) AFSSLPinningMode SSLPinningMode;

// 本地自签名证书集合

@property (nonatomic, strong, nullable) NSSet <NSData *> *pinnedCertificates;

// 是否验证证书的合法性(是否允许自签名证书)

@property (nonatomic, assign) BOOL allowInvalidCertificates;

// 是否验证域名是否有效

@property (nonatomic, assign) BOOL validatesDomainName;

如果进行细分的话,AFSecurityPolicy的功能基本就两个。一个是通过CA的方式进行验证,另一个就是进行SSL Pinning自签名验证。evaluateServerTrust:forDomain:AFSecurityPolicy最主要的方法,用来进行证书的合法性验证。SSL PinningAFSecurityPolicy进行SSL Pinning验证的方式分为以下三种,如果是None则会执行正常CA验证的流程,其他两种都是自签名的流程。AFN中默认的调用是defaultPolicy方法,其内部设置的是AFSSLPinningModeNone模式。

  • AFSSLPinningModeNone

正常流程,通过CA机构颁发的公钥,对服务器下发的证书验证数字签名,并且获得公钥。

  • AFSSLPinningModeCertificate

不通过CA的流程进行验证,而是通过本地内置的服务端证书进行验证,验证过程分为两步。首先验证证书是否过期或失效,其次验证本地是否包含此证书。

  • AFSSLPinningModePublicKey

不进行CA的验证,也不验证证书,只验证公钥是否有效。

对于本地自签名证书的管理有两种方式,一种是默认会在本地查找遍历所有.cer的文件,并存在一个自签名证书的集合中。也可以在创建AFSecurityPolicy对象时传入SSLPinningMode,下面是查找本地.cer文件的逻辑。

+ (NSSet *)certificatesInBundle:(NSBundle *)bundle {

NSArray *paths = [bundle pathsForResourcesOfType:@"cer" inDirectory:@"."];

NSMutableSet *certificates = [NSMutableSet setWithCapacity:[paths count]];

for (NSString *path in paths) {

NSData *certificateData = [NSData dataWithContentsOfFile:path];

[certificates addObject:certificateData];

}

return [NSSet setWithSet:certificates];

}

自签名证书

HTTPS在进行握手时,需要通过CA的公钥进行验证,保证服务器公钥的合法性,没有被篡改为有问题的公钥。如果使用CA机构颁发的证书,无论使用NSURLSession还是AFNetworking都不需要修改代码,这些都会自动完成。如果不想使用CA的证书验证,例如自签名证书在CA证书验证时就会失败。这种情况可以使用自签名的方式进行验证,也就是在客户端本地内置一份证书,服务器进行四次握手时,通过保存在本地的证书和服务器进行对比,证书相同则表示验证成功,不走CA的验证方式。AFN为我们提供了自签名证书的验证方法,通过SSLPinningMode设置验证方式为自签名,并且传入证书集合。如果没有传入证书集合,则AFN默认会遍历整个沙盒,查找所有.cer的证书。进行沙盒验证时,需要将AFSecurityPolicyallowInvalidCertificates设置为YES,默认是NO,表示允许无效的证书,也就是自签名的证书。

NSString *cerPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"12306" ofType:@"cer"];

NSData *certData = [NSData dataWithContentsOfFile:cerPath];

NSSet *set = [NSSet setWithObject:certData];

AFSecurityPolicy *securityPolicy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModeCertificate withPinnedCertificates:set];

securityPolicy.allowInvalidCertificates = YES;

https://mp.weixin.qq.com/s/-tBRTyivT8BGPaBcr7x1Vw

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