objc系列译文(5.4):忘记NSURLConnection,拥抱NSURLSession吧!

说到 iOS 7 和 Mac OS X 10.9 Mavericks 的显著变化,其中一个就是Foundation框架中URL加载系统的优化。

此时可能有人正沉浸在Apple的网络基础架构,我想在这里分享一下我对这些新APIs的看法,并展示这些新APIs如何改变我们构建应用程序的方式,以及这些它们在API设计理念演变中的意义。

作为Core Foundation / CFNetwork 框架的APIs之上的一个抽象,NSURLConnection伴随着2003年Safari浏览器的原始发行版本,诞生于10年前。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。

NSURLRequest对象被传递给一个NSURLConnection对象。委托(遵守从前的非正式<NSURLConnectionDelegate> 和  <NSURLConnectionDataDelegate>协议)作为一个NSURLResponse异步响应,任何相关的NSData从服务器发送。

一个请求发送到服务器前,共享的高速缓存先被访问,然后根据策略(policy)和可用性(availability),一个缓存的响应可能立即透明地返回,如果所有缓存的响应都不可用,则该请求根据选项,被用于为任何后续请求缓存它的响应。

在协商发送一个请求到服务器的过程中,该服务器可发出验证质询,这可以由共享的cookie,证书存储(credential storage)或通过连接委托自动处理。必要的时候,为了无缝地改变装载行为,传出请求也可以被注册的NSURLProtocol对象截获。

不管怎样,考虑到NSURLConnection作为一个网络基础架构,成千上万的Cocoa和Cocoa Touch应用程序从中获益,它已经表现得相当好。但是,这些年来,iPhone和iPad新兴的用例,特别是有一些已经向NSURLConnection的几个核心设想提出了挑战,对其重构已经迫在眉睫。

在2013年的WWDC上,Apple揭开了NSURLConnection继任者的面纱:NSURLSession。

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与NSURLConnection类似,除了同名类NSURLSession,NSURLSession也是指一组相互依赖的类。NSURLSession包括与之前相同的组件,例如NSURLRequest, NSURLCache等。NSURLSession的不同之处在于,它把 NSURLConnection替换为NSURLSession, NSURLSessionConfiguration,以及3个NSURLSessionTask的子类:NSURLSessionDataTask, NSURLSessionUploadTask, 和NSURLSessionDownloadTask.

与NSURLConnection相比,NSURLSession最直接的改善就是提供了配置每个会话的缓存,协议,cookie和证书政策(credential policies),甚至跨应用程序共享它们的能力。这使得框架的网络基础架构和部分应用程序独立工作,而不会互相干扰。每一个NSURLSession对象都是根据一个NSURLSessionConfiguration初始化的,该NSURLSessionConfiguration指定了上面提到的政策,以及一系列为了提高移动设备性能而专门添加的新选项。

NSURLSession的另一重要组成部分是会话任务,它负责处理数据的加载,以及客户端与服务器之间的文件和数据的上传下载服务。NSURLSessionTask与NSURLConnection是及其相似的,因为它负责加载数据,而主要的区别在于,任务共享它们父类NSURLSession的共同委托(common delegate)。

我们现在首先深入探讨任务,然后再介绍更多关于会话配置的知识。

 

NSURLSessionTask

NSURLSessionTask是一个抽象子类,它有三个具体的子类是可以直接使用的: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,以及上传下载文件。

NSURLSession

 

当一个NSURLSessionDataTask完成时,它具有关联的数据,而一个NSURLSessionDownloadTask完成时,它具有一个已下载文件的临时文件路径。 NSURLSessionUploadTask 继承了 NSURLSessionDataTask,因为服务器响应一个上传请求时,往往伴随着相关联的数据。 所有任务均可撤销,也可以暂停和恢复。当一个下载任务被取消时,它可以选择创建恢复数据,然后可以传递给下一次新创建的下载任务,以便继续之前的下载。

不同于直接使用alloc-init‘d初始化方法,任务是由一个NSURLSession创建的。每个任务的构造方法都对应一个版本,有或者没有completionHandler属性,例如:–dataTaskWithRequest: 和  –dataTaskWithRequest:completionHandler:。这与NSURLConnection的 -sendAsynchronousRequest:queue:completionHandler:类似,通过指定completionHandler属性创建并使用一个隐含的委托,而不是使用任务的会话。在任何一种任务会话委托的默认行为需要被重写的情况下,这种不太方便的非completionHandler的变体将需要被使用。

 

Constructors

iOS5中,NSURLConnection添加了sendAsynchronousRequest:queue:completionHandler:方法,这大大简化了一次性请求的使用,同时可以作为sendSynchronousRequest:returningResponse:error::的异步替代品。

NSURLSession与它的任务构造方法在此模式上迭代。在执行resume方法前,该任务对象为了进行进一步的配置而返回,而不是立即执行resume方法。

数据任务可以通过NSURL或NSURLRequest创建(前者是一个标准GET请求URL的快捷方式)。

上传任务也可以通过一个请求以及一个需要上传的本地文件的URL对应的NSData对象创建。

下载任务也需要一个请求,但不同之处在于它们的completionHandler。数据和上传任务在完成时立即返回,但下载任务将数据写入本地的临时文件。completionHandler有责任将文件从它的临时位置移动到一个永久位置,这个永久位置就是块的返回值。

NSURLSession & NSURLConnection Delegate Methods

总体而言,NSURLSession的委托方法,是NSURLConnection的演化的十年中 ad-hoc 模式出现以来的一个显著改善。对于一个完整的概述,可以查看此映射表

以下是一些具体的观察:

NSURLSession同时具有用来处理身份验证挑战会话和任务委托方法。这个会话的委托方法处理连接级别的问题,如服务器信任和客户端证书的评估,NTLM和Kerberos,而任务的委托处理以请求为基础的挑战,如Basic, Digest, 或者代理身份验证。

NSURLConnection由两个方法可以表明一个请求已经完成(NSURLConnectionDataDelegate -connectionDidFinishLoading: 和 NSURLConnectionDelegate -connection:didFailWithError:),而NSURLSession只有一个委托方法(NSURLSessionTaskDelegate -URLSession:task:didCompleteWithError:)。

与NSURLConnection使用的 long long类型相比,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。

NSURLSession在Foundation框架对于委托方法的completionHandler:参数使用上 ,引入了一种新的模式。这允许委托方法可以安全地在主线程以非阻塞方式运行;委托可以简单地在后台运行dispatch_async ,然后在完成时调用completionHandler。同时,它可以有效地拥有多个返回值,不需要使用笨拙的参数指针。就NSURLSessionTaskDelegate的URLSession:task:didReceiveChallenge:completionHandler:方法而言,completionHandler接受两个参数:身份验证质询的处理( the authentication challenge disposition)以及需用使用的证书(如果适用)。

想要查看更多关于会话任务的信息,可以查看 WWDC Session 705: “What’s New in Foundation Networking”

 

NSURLSessionConfiguration

NSURLSessionConfiguration对象用于初始化NSURLSession对象。展开请求级别中与NSMutableURLRequest相关的可供选择的方案,我们可以看到NSURLSessionConfiguration对于会话如何产生请求,提供了相当多的控制和灵活性。从网络访问性能,到cookie,安全性,缓存策略,自定义协议,启动事件设置,以及用于移动设备优化的几个新属性,你会发现你一直在寻找的,正是NSURLSessionConfiguration。

会话在初始化时复制它们的配置,NSURLSession有一个只读的配置属性,使得该配置对象上的变化对这个会话的政策无效。配置在初始化时被读取一次,之后都是不会变化的。

 

Constructors

NSURLSessionConfiguration有三个类构造函数,这很好地说明了NSURLSession是为不同的用例而设计的。

+ defaultSessionConfiguration返回标准配置,这实际上与NSURLConnection的网络协议栈是一样的,具有相同的共享NSHTTPCookieStorage,共享NSURLCache和共享NSURLCredentialStorage。

+ ephemeralSessionConfiguration返回一个预设配置,没有持久性存储的缓存,Cookie或证书。这对于实现像秘密浏览功能的功能来说,是很理想的。

+ backgroundSessionConfiguration:独特之处在于,它会创建一个后台会话。后台会话不同于常规的,普通的会话,它甚至可以在应用程序挂起,退出,崩溃的情况下运行上传和下载任务。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提供上下文。

想要查看更多关于后台会话的信息,可以查看WWDC Session 204: “What’s New with Multitasking”

 

Properties

NSURLSessionConfiguration拥有20个属性。熟练掌握这些属性的用处,将使应用程序充分利用其网络环境。

 

General

HTTPAdditionalHeaders指定了一组默认的可以设置出站请求的数据头。这对于跨会话共享信息,如内容类型,语言,用户代理,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。

allowsCellularAccess 和 discretionary 被用于节省通过蜂窝连接的带宽。建议在使用后台传输的时候,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。

timeoutIntervalForRequest 和 timeoutIntervalForResource指定了请求以及该资源的超时时间间隔。许多开发人员试图使用timeoutInterval去限制发送请求的总时间,但这误会了timeoutInterval的意思:报文之间的时间。timeoutIntervalForResource实际上提供了整体超时的特性,这应该只用于后台传输,而不是用户实际上可能想要等待的任何东西。

HTTPMaximumConnectionsPerHost 是 Foundation 框架中URL加载系统的一个新的配置选项。它曾经被用于NSURLConnection管理私人连接池。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 也出现在NSMutableURLRequest,它可以被用于开启HTTP管道,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,该属性指定该会话是否应该从后台启动。

connectionProxyDictionary指定了会话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。

关于连接代理的更多信息可以在 CFProxySupport Reference 找到。

 

HTTPCookieStorage 是被会话使用的cookie存储。默认情况下,NSHTTPCookieShorage的+ sharedHTTPCookieStorage会被使用,这与NSURLConnection是相同的。

HTTPCookieAcceptPolicy 决定了该会话应该接受从服务器发出的cookie的条件。

HTTPShouldSetCookies 指定了请求是否应该使用会话HTTPCookieStorage的cookie。

 

Security Policies

URLCredentialStorage 是会话使用的证书存储。默认情况下,NSURLCredentialStorage 的+ sharedCredentialStorage 会被使用使用,这与NSURLConnection是相同的。

TLSMaximumSupportedProtocol 和 TLSMinimumSupportedProtocol 确定是否支持SSLProtocol版本的会话。

 

Caching Policies

URLCache 是会话使用的缓存。默认情况下,NSURLCache 的+ sharedURLCache 会被使用,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 的-cachePolicy方法。

 

Custom Protocols

protocolClasses是注册NSURLProtocol类的特定会话数组。

 

总结

iOS 7 和 Mac OS X 10.9 Mavericks 中URL加载系统的变化,是NSURLConnection的一个深思熟虑而自然的进化。总体而言,Foundation框架团队做出了令人惊讶的工作,他们研究并预测了移动开发者现有的和新兴的用例,创造了能够满足日常任务的, 真正有用的APIs。

就可组合性和可扩展性而言,尽管在会话任务的体系结构中,某些决定是一种倒退,NSURLSession仍然可以很好地作为更高级别的网络功能的一个基础。

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关于作者:ylovesy

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