iOS 7 和 Mac OS X 10.9 Mavericks 中一個(gè)顯著的變化就是對 Foundation URL 加載系統(tǒng)的徹底重構(gòu)。

現(xiàn)在已經(jīng)有人在深入蘋果的網(wǎng)絡(luò)層基礎(chǔ)架構(gòu)的地方做研究了，所以我想是時(shí)候來分享一些對于我對于這些新的 API 的看法和心得了，新的 API 將如何影響我們編寫程序，以及它們對于 API 設(shè)計(jì)理念的影響。

NSURLConnection 作為 Core Foundation / CFNetwork 框架的 API 之上的一個(gè)抽象，在 2003 年，隨著第一版的 Safari 的發(fā)布就發(fā)布了。NSURLConnection 這個(gè)名字，實(shí)際上是指代的 Foundation 框架的 URL 加載系統(tǒng)中一系列有關(guān)聯(lián)的組件：NSURLRequest、NSURLResponse、NSURLProtocol、 NSURLCache、 NSHTTPCookieStorage、NSURLCredentialStorage 以及同名類 NSURLConnection。

NSURLRequest 被傳遞給 NSURLConnection。被委托對象（遵守以前的非正式協(xié)議 <NSURLConnectionDelegate> 和 <NSURLConnectionDataDelegate>）異步地返回一個(gè) NSURLResponse 以及包含服務(wù)器返回信息的 NSData。

在一個(gè)請求被發(fā)送到服務(wù)器之前，系統(tǒng)會先查詢共享的緩存信息，然后根據(jù)策略（policy）以及可用性（availability）的不同，一個(gè)已經(jīng)被緩存的響應(yīng)可能會被立即返回。如果沒有緩存的響應(yīng)可用，則這個(gè)請求將根據(jù)我們指定的策略來緩存它的響應(yīng)以便將來的請求可以使用。

在把請求發(fā)送給服務(wù)器的過程中，服務(wù)器可能會發(fā)出鑒權(quán)查詢（authentication challenge），這可以由共享的 cookie 或機(jī)密存儲（credential storage）來自動(dòng)響應(yīng)，或者由被委托對象來響應(yīng)。發(fā)送中的請求也可以被注冊的 NSURLProtocol 對象所攔截，以便在必要的時(shí)候無縫地改變其加載行為。

不管怎樣，NSURLConnection 作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，已經(jīng)服務(wù)了成千上萬的 iOS 和 Mac OS 程序，并且做的還算相當(dāng)不錯(cuò)。但是這些年，一些用例——尤其是在 iPhone 和 iPad 上面——已經(jīng)對 NSURLConnection 的幾個(gè)核心概念提出了挑戰(zhàn)，讓蘋果有理由對它進(jìn)行重構(gòu)。

在 2013 的 WWDC 上，蘋果推出了 NSURLConnection 的繼任者：NSURLSession。

和 NSURLConnection 一樣，NSURLSession 指的也不僅是同名類 NSURLSession，還包括一系列相互關(guān)聯(lián)的類。NSURLSession 包括了與之前相同的組件，NSURLRequest 與 NSURLCache，但是把 NSURLConnection 替換成了 NSURLSession、NSURLSessionConfiguration 以及 NSURLSessionTask 的 3 個(gè)子類：NSURLSessionDataTask，NSURLSessionUploadTask，NSURLSessionDownloadTask。

與 NSURLConnection 相比，NSURLsession 最直接的改進(jìn)就是可以配置每個(gè) session 的緩存，協(xié)議，cookie，以及證書策略（credential policy），甚至跨程序共享這些信息。這將允許程序和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)框架之間相互獨(dú)立，不會發(fā)生干擾。每個(gè) NSURLSession 對象都由一個(gè) NSURLSessionConfiguration 對象來進(jìn)行初始化，后者指定了剛才提到的那些策略以及一些用來增強(qiáng)移動(dòng)設(shè)備上性能的新選項(xiàng)。

NSURLSession 中另一大塊就是 session task。它負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)的加載以及文件和數(shù)據(jù)在客戶端與服務(wù)端之間的上傳和下載。NSURLSessionTask 與 NSURLConnection 最大的相似之處在于它也負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的加載，最大的不同之處在于所有的 task 共享其創(chuàng)造者 NSURLSession 這一公共委托者（common delegate）。

我們先來深入探討 task，過后再來討論 NSURLSessionConfiguration。

NSURLSessionTask

NSURLsessionTask 是一個(gè)抽象類，其下有 3 個(gè)實(shí)體子類可以直接使用：NSURLSessionDataTask、NSURLSessionUploadTask、NSURLSessionDownloadTask。這 3 個(gè)子類封裝了現(xiàn)代程序三個(gè)最基本的網(wǎng)絡(luò)任務(wù)：獲取數(shù)據(jù)，比如 JSON 或者 XML，上傳文件和下載文件。

http://wiki.jikexueyuan.com/project/objc/images/5-11.png" alt="" />

當(dāng)一個(gè) NSURLSessionDataTask 完成時(shí)，它會帶有相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，而一個(gè) NSURLSessionDownloadTask 任務(wù)結(jié)束時(shí)，它會帶回已下載文件的一個(gè)臨時(shí)的文件路徑。因?yàn)橐话銇碚f，服務(wù)端對于一個(gè)上傳任務(wù)的響應(yīng)也會有相關(guān)數(shù)據(jù)返回，所以 NSURLSessionUploadTask 繼承自 NSURLSessionDataTask。

所有的 task 都是可以取消，暫?；蛘呋謴?fù)的。當(dāng)一個(gè) download task 取消時(shí)，可以通過選項(xiàng)來創(chuàng)建一個(gè)恢復(fù)數(shù)據(jù)（resume data），然后可以傳遞給下一次新創(chuàng)建的 download task，以便繼續(xù)之前的下載。

不同于直接使用 alloc-init 初始化方法，task 是由一個(gè) NSURLSession 創(chuàng)建的。每個(gè) task 的構(gòu)造方法都對應(yīng)有或者沒有 completionHandler 這個(gè) block 的兩個(gè)版本，例如：有這樣兩個(gè)構(gòu)造方法 –dataTaskWithRequest: 和 –dataTaskWithRequest:completionHandler:。這與 NSURLConnection 的 -sendAsynchronousRequest:queue:completionHandler: 方法類似，通過指定 completionHandler 這個(gè) block 將創(chuàng)建一個(gè)隱式的 delegate，來替代該 task 原來的 delegate——session。對于需要 override 原有 session task 的 delegate 的默認(rèn)行為的情況，我們需要使用這種不帶 completionHandler 的版本。

NSURLSessionTask 的工廠方法

在 iOS 5 中，NSURLConnection 添加了 sendAsynchronousRequest:queue:completionHandler: 這一方法，對于一次性使用的 request， 大大地簡化代碼，同時(shí)它也是 sendSynchronousRequest:returningResponse:error: 這個(gè)方法的異步替代品：

 NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"http://example.com"];
 NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:URL];

 [NSURLConnection sendAsynchronousRequest:request
                                    queue:[NSOperationQueue mainQueue]
                        completionHandler:^(NSURLResponse *response, NSData *data, NSError *error) {
     // ...
 }];

NSURLSession 在 task 的構(gòu)造方法上延續(xù)了這一模式。不同的是，這里不會立即運(yùn)行 task，而是將該 task 對象先返回，允許我們進(jìn)一步的配置，然后可以使用 resume 方法來讓它開始運(yùn)行。

Data task 可以通過 NSURL 或 NSURLRequest 創(chuàng)建（使用前者相當(dāng)于是使用一個(gè)對于該 URL 進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn) GET 請求的 NSURLRequest，這是一種快捷方法）：

 NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"http://example.com"];
 NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:URL];

 NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
 NSURLSessionDataTask *task = [session dataTaskWithRequest:request
                                         completionHandler:
     ^(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error) {
         // ...
     }];

 [task resume];

Upload task 的創(chuàng)建需要使用一個(gè) request，另外加上一個(gè)要上傳的 NSData 對象或者是一個(gè)本地文件的路徑對應(yīng)的 NSURL：

 NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"http://example.com/upload"];
 NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:URL];
 NSData *data = ...;

 NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
 NSURLSessionUploadTask *uploadTask = [session uploadTaskWithRequest:request
                                                            fromData:data
                                                   completionHandler:
     ^(NSData *data, NSURLResponse *response, NSError *error) {
         // ...
     }];

 [uploadTask resume];

Download task 也需要一個(gè) request，不同之處在于 completionHandler 這個(gè) block。Data task 和 upload task 會在任務(wù)完成時(shí)一次性返回，但是 Download task 是將數(shù)據(jù)一點(diǎn)點(diǎn)地寫入本地的臨時(shí)文件。所以在 completionHandler 這個(gè) block 里，我們需要把文件從一個(gè)臨時(shí)地址移動(dòng)到一個(gè)永久的地址保存起來：

 NSURL *URL = [NSURL URLWithString:@"http://example.com/file.zip"];
 NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:URL];

 NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
 NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [session downloadTaskWithRequest:request
                                                         completionHandler:
    ^(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error) {
        NSString *documentsPath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSDocumentDirectory, NSUserDomainMask, YES) firstObject];
        NSURL *documentsDirectoryURL = [NSURL fileURLWithPath:documentsPath];
        NSURL *newFileLocation = [documentsDirectoryURL URLByAppendingPathComponent:[[response URL] lastPathComponent]];
        [[NSFileManager defaultManager] copyItemAtURL:location toURL:newFileLocation error:nil];
    }];

 [downloadTask resume];

編者注 原文中這塊代碼以及上文的表述中存有一些問題，詳見這個(gè) issue，本文已進(jìn)行更正，如果您有不同意見，歡迎在 Github 上給我們反饋。

NSURLSession 與 NSURLConnection 的 delegate 方法

總體而言，NSURLSession 的 delegate 方法是 NSURLConnection 的演化的十年中對于 ad-hoc 模式的一個(gè)顯著改善。您可以查看這個(gè)映射表來進(jìn)行一個(gè)完整的概覽。

以下是一些具體的觀察：

NSURLSession 既擁有 seesion 的 delegate 方法，又擁有 task 的 delegate 方法用來處理鑒權(quán)查詢。session 的 delegate 方法處理連接層的問題，諸如服務(wù)器信任，客戶端證書的評估，NTLM 和 Kerberos 協(xié)議這類問題，而 task 的 delegate 則處理以網(wǎng)絡(luò)請求為基礎(chǔ)的問題，如 Basic，Digest，以及代理身份驗(yàn)證（Proxy authentication）等。

在 NSURLConnection 中有兩個(gè) delegate 方法可以表明一個(gè)網(wǎng)絡(luò)請求已經(jīng)結(jié)束：NSURLConnectionDataDelegate 中的 -connectionDidFinishLoading: 和 NSURLConnectionDelegate 中的 -connection:didFailWithError:，而在 NSURLSession 中改為一個(gè) delegate 方法：NSURLSessionTaskDelegate 的 -URLSession:task:didCompleteWithError:

NSURLSession 中表示傳輸多少字節(jié)的參數(shù)類型現(xiàn)在改為 int64_t，以前在 NSURLConnection 中相應(yīng)的參數(shù)的類型是 long long。

由于增加了 completionHandler: 這個(gè) block 作為參數(shù)，NSURLSession 實(shí)際上給 Foundation 框架引入了一種全新的模式。這種模式允許 delegate 方法可以安全地在主線程與運(yùn)行，而不會阻塞主線程；Delgate 只需要簡單地調(diào)用 dispatch_async 就可以切換到后臺進(jìn)行相關(guān)的操作，然后在操作完成時(shí)調(diào)用 completionHandler 即可。同時(shí)，它還可以有效地?fù)碛卸鄠€(gè)返回值，而不需要我們使用笨拙的參數(shù)指針。以 NSURLSessionTaskDelegate 的 -URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler: 方法來舉例，completionHandler 接受兩個(gè)參數(shù)：NSURLSessionAuthChallengeDisposition 和 NSURLCredential，前者為應(yīng)對鑒權(quán)查詢的策略，后者為需要使用的證書（僅當(dāng)前者——應(yīng)對鑒權(quán)查詢的策略為使用證書，即 NSURLSessionAuthChallengeUseCredential 時(shí)有效，否則該參數(shù)為 NULL）

想要查看更多關(guān)于 session task 的信息，可以查看 WWDC Session 705: "What’s New in Foundation Networking"

NSURLSessionConfiguration

NSURLSessionConfiguration 對象用于對 NSURLSession 對象進(jìn)行初始化。NSURLSessionConfiguration 對以前 NSMutableURLRequest 所提供的網(wǎng)絡(luò)請求層的設(shè)置選項(xiàng)進(jìn)行了擴(kuò)充，提供給我們相當(dāng)大的靈活性和控制權(quán)。從指定可用網(wǎng)絡(luò)，到 cookie，安全性，緩存策略，再到使用自定義協(xié)議，啟動(dòng)事件的設(shè)置，以及用于移動(dòng)設(shè)備優(yōu)化的幾個(gè)新屬性，你會發(fā)現(xiàn)使用 NSURLSessionConfiguration 可以找到幾乎任何你想要進(jìn)行配置的選項(xiàng)。

NSURLSession 在初始化時(shí)會把配置它的 NSURLSessionConfiguration 對象進(jìn)行一次 copy，并保存到自己的 configuration 屬性中，而且這個(gè)屬性是只讀的。因此之后再修改最初配置 session 的那個(gè) configuration 對象對于 session 是沒有影響的。也就是說，configuration 只在初始化時(shí)被讀取一次，之后都是不會變化的。

NSURLSessionConfiguration 的工廠方法

NSURLSessionConfiguration 有三個(gè)類工廠方法，這很好地說明了 NSURLSession 設(shè)計(jì)時(shí)所考慮的不同的使用場景。

+defaultSessionConfiguration 返回一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 configuration，這個(gè)配置實(shí)際上與 NSURLConnection 的網(wǎng)絡(luò)堆棧（networking stack）是一樣的，具有相同的共享 NSHTTPCookieStorage，共享 NSURLCache 和共享 NSURLCredentialStorage。

+ephemeralSessionConfiguration 返回一個(gè)預(yù)設(shè)配置，這個(gè)配置中不會對緩存，Cookie 和證書進(jìn)行持久性的存儲。這對于實(shí)現(xiàn)像秘密瀏覽這種功能來說是很理想的。

+backgroundSessionConfiguration:(NSString *)identifier 的獨(dú)特之處在于，它會創(chuàng)建一個(gè)后臺 session。后臺 session 不同于常規(guī)的，普通的 session，它甚至可以在應(yīng)用程序掛起，退出或者崩潰的情況下運(yùn)行上傳和下載任務(wù)。初始化時(shí)指定的標(biāo)識符，被用于向任何可能在進(jìn)程外恢復(fù)后臺傳輸?shù)?strong>守護(hù)進(jìn)程（daemon）提供上下文。

想要查看更多關(guān)于后臺 session 的信息，可以查看 WWDC Session 204: "What's New with Multitasking"

配置屬性

NSURLSessionConfiguration 擁有 20 個(gè)配置屬性。熟練掌握這些配置屬性的用處，可以讓應(yīng)用程序充分地利用其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

基本配置

HTTPAdditionalHeaders 指定了一組默認(rèn)的可以設(shè)置出站請求（outbound request）的數(shù)據(jù)頭。這對于跨 session 共享信息，如內(nèi)容類型，語言，用戶代理和身份認(rèn)證，是很有用的。

NSString *userPasswordString = [NSString stringWithFormat:@"%@:%@", user, password];
NSData * userPasswordData = [userPasswordString dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
NSString *base64EncodedCredential = [userPasswordData base64EncodedStringWithOptions:0];
NSString *authString = [NSString stringWithFormat:@"Basic %@", base64EncodedCredential];
NSString *userAgentString = @"AppName/com.example.app (iPhone 5s; iOS 7.0.2; Scale/2.0)";

configuration.HTTPAdditionalHeaders = @{@"Accept": @"application/json",
                                        @"Accept-Language": @"en",
                                        @"Authorization": authString,
                                        @"User-Agent": userAgentString};

networkServiceType 對標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)流量，網(wǎng)絡(luò)電話，語音，視頻，以及由一個(gè)后臺進(jìn)程使用的流量進(jìn)行了區(qū)分。大多數(shù)應(yīng)用程序都不需要設(shè)置這個(gè)。

allowsCellularAccess 和 discretionary 被用于節(jié)省通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬。對于后臺傳輸?shù)那闆r，推薦大家使用 discretionary 這個(gè)屬性，而不是 allowsCellularAccess，因?yàn)榍罢邥?WiFi 和電源的可用性考慮在內(nèi)。

timeoutIntervalForRequest 和 timeoutIntervalForResource 分別指定了對于請求和資源的超時(shí)間隔。許多開發(fā)人員試圖使用 timeoutInterval 去限制發(fā)送請求的總時(shí)間，但其實(shí)它真正的含義是：分組（packet）之間的時(shí)間。實(shí)際上我們應(yīng)該使用 timeoutIntervalForResource 來規(guī)定整體超時(shí)的總時(shí)間，但應(yīng)該只將其用于后臺傳輸，而不是用戶實(shí)際上可能想要去等待的任何東西。

HTTPMaximumConnectionsPerHost 是 Foundation 框架中 URL 加載系統(tǒng)的一個(gè)新的配置選項(xiàng)。它曾經(jīng)被 NSURLConnection 用于管理私有的連接池?，F(xiàn)在有了 NSURLSession，開發(fā)者可以在需要時(shí)限制連接到特定主機(jī)的數(shù)量。

HTTPShouldUsePipelining 這個(gè)屬性在 NSMutableURLRequest 下也有，它可以被用于開啟 HTTP 管線化（HTTP pipelining），這可以顯著降低請求的加載時(shí)間，但是由于沒有被服務(wù)器廣泛支持，默認(rèn)是禁用的。

sessionSendsLaunchEvents 是另一個(gè)新的屬性，該屬性指定該 session 是否應(yīng)該從后臺啟動(dòng)。

connectionProxyDictionary 指定了 session 連接中的代理服務(wù)器。同樣地，大多數(shù)面向消費(fèi)者的應(yīng)用程序都不需要代理，所以基本上不需要配置這個(gè)屬性。

關(guān)于連接代理的更多信息可以在 CFProxySupport Reference 找到。

Cookie 策略

HTTPCookieStorage 存儲了 session 所使用的 cookie。默認(rèn)情況下會使用 NSHTTPCookieShorage 的 +sharedHTTPCookieStorage 這個(gè)單例對象，這與 NSURLConnection 是相同的。

HTTPCookieAcceptPolicy 決定了什么情況下 session 應(yīng)該接受從服務(wù)器發(fā)出的 cookie。

HTTPShouldSetCookies 指定了請求是否應(yīng)該使用 session 存儲的 cookie，即 HTTPCookieSorage 屬性的值。

安全策略

URLCredentialStorage 存儲了 session 所使用的證書。默認(rèn)情況下會使用 NSURLCredentialStorage 的 +sharedCredentialStorage 這個(gè)單例對象，這與 NSURLConnection 是相同的。

TLSMaximumSupportedProtocol 和 TLSMinimumSupportedProtocol 確定 session 是否支持 SSL 協(xié)議。

緩存策略

URLCache 是 session 使用的緩存。默認(rèn)情況下會使用 NSURLCache 的 +sharedURLCache 這個(gè)單例對象，這與 NSURLConnection 是相同的。

requestCachePolicy specifies when a cached response should be returned for a request. This is equivalent to NSURLRequest -cachePolicy.

requestCachePolicy 指定了一個(gè)請求的緩存響應(yīng)應(yīng)該在什么時(shí)候返回。這相當(dāng)于 NSURLRequest 的 -cachePolicy 方法。

自定義協(xié)議

protocolClasses 用來配置特定某個(gè) session 所使用的自定義協(xié)議（該協(xié)議是 NSURLProtocol 的子類）的數(shù)組。

結(jié)論

iOS 7 和 Mac OS X 10.9 Mavericks 中 URL 加載系統(tǒng)的變化，是對 NSURLConnection 進(jìn)行深思熟慮后的一個(gè)自然而然的進(jìn)化?？傮w而言，蘋果的 Foundation 框架團(tuán)隊(duì)干了一件令人欽佩的的工作，他們研究并預(yù)測了移動(dòng)開發(fā)者現(xiàn)有的和新興的用例，創(chuàng)造了能夠滿足日常任務(wù)而且非常好用的 API 。

盡管在這個(gè)體系結(jié)構(gòu)中，某些決定對于可組合性和可擴(kuò)展性而言是一種倒退，但是 NSURLSession 仍然是實(shí)現(xiàn)更高級別網(wǎng)絡(luò)功能的一個(gè)強(qiáng)大的基礎(chǔ)框架。