iOS网络基础——NSURLSession使用详解(一般访问、文件下载、上传)

一、整体介绍

  • NSURLSession在2013年随着iOS7的发布一起面世,苹果对它的定位是作为NSURLConnection的替代者,然后逐步将NSURLConnection退出历史舞台。现在使用最广泛的第三方网络框架:AFNetworking、SDWebImage等等都使用了NSURLSession。作为iOS开发人员,应该紧随苹果的步伐,不断的学习,无论是软件的更新、系统的更新、API的更新,而不能墨守成规。

  • Session翻译为中文意思是会话,我们知道,在七层网络协议中有物理层->数据链路层->网络层->传输层->会话层->表示层->应用层,那我们可以将NSURLSession类理解为会话层,用于管理网络接口的创建、维护、删除等等工作,我们要做的工作也只是会话层之后的层即可,底层的工作NSURLSession已经帮我们封装好了。

    OSI参考模型
  • 另外还有一些Session,比如AVAudioSession用于音视频访问,WCSession用于WatchOS通讯,它们都是建立一个会话,并管理会话,封装一些底层,方便我们使用。举一反三。

二、使用的一般步骤

其核心就是对网络任务进行封装,实现多线程。比如将一个网络请求交给NSURLSession,最后NSURLSession将访问结果通过block回调返回,期间自动实现多线程,而且可以通过代理实现监听(是否成功,当前的进度等等); 大致分为3个步骤:

1 NSURL:请求地址,定义一个网络资源路径:

NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"协议://主机地址/路径?参数&参数"];

解释如下:

  • 协议:不同的协议,代表着不同的资源查找方式、资源传输方式,比如常用的http,ftp等
  • 主机地址:存放资源的主机的IP地址(域名)
  • 路径:资源在主机中的具体位置
  • 参数:参数可有可无,也可以多个。如果带参数的话,用“?”号后面接参数,多个参数的话之间用&隔开

2 NSURLRequest:请求,根据前面的NSURL建立一个请求:

NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestUseProtocolCachePolicy timeoutInterval:30.0];

参数解释如下:

  • url:资源路径
  • cachePolicy:缓存策略(无论使用哪种缓存策略,都会在本地缓存数据),类型为美剧类型,取值如下:
    • NSURLRequestUseProtocolCachePolicy = 0 //默认的缓存策略,使用协议的缓存策略
    • NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData = 1 //每次都从网络加载
    • NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad = 2 //返回缓存否则加载,很少使用
    • NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad = 3 //只返回缓存,没有也不加载,很少使用
  • timeoutInterval:超时时长,默认60s

另外,还可以设置其它一些信息,比如请求头,请求体等等,如下:

注意,下面的request应为NSMutableURLRequest,即可变类型

// 告诉服务器数据为json类型
[request setValue:@"application/json" forHTTPHeaderField:@"Content-Type"]; 
// 设置请求体(json类型)
NSData *jsonData = [NSJSONSerialization dataWithJSONObject:@{@"userid":@"123456"} options:NSJSONWritingPrettyPrinted error:nil];
request.HTTPBody = jsonData; 

3 NSURLSession:创建NSURLSession发送请求

  • 为了方便使用,苹果提供了一个全局的NSURLSession单例,如同NSURLConnection一样。这样做的缺陷就是不能监控,如果想要监控每一个请求,则必须通过代理来监听,我们知道单例是一对多的,而代理是一对一,因此必须自己实例化单独的Session任务对象(NSURLConnection则很难),来实现单独监控。
  • 系统一共提供了5种任务类,继承关系如下图所示。其中NSURLSessionTask为抽象类,不能实现网络访问,NSURLSessionStreanTask(以流的方式进行网络访问)使用的比较少.使用的多的是dataTask、downloadTask、uploadTask,即图中红色框框圈的部分,基本满足了网络访问的基本需求:获取数据(通常是JSON、XML等)、文件上传、文件下载。这三个类都是NSURLSessionTask这个抽象类的子类,相比直接使用NSURLConnection,NSURLSessionTask支持任务的暂停、取消和恢复,并且默认任务运行在其他非主线程中。
  • 根据图中代理协议的名字不难发现,每一个任务类都有相对应的代理协议,只有NSURLSessionUploadTask没有对应的代理协议,因为NSURLSessionUploadTask继承自NSURLSessionDataTask,因此NSURLSessionDataDelegate即为NSURLSessionUploadTask对应的代理协议。
类继承关系

代理协议类继承关系

三 举例

1.NSURLSession请求网络数据

下面以苹果提供的全局NSURLSession单例为例,代码如下:

/// 向网络请求数据
- (void)NSURLSessionTest {
    // 1.创建url
    // 请求一个网页
    NSString *urlString = @"http://www.baidu.com";
    // 一些特殊字符编码
    urlString = [urlString stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLQueryAllowedCharacterSet]];
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
    
    // 2.创建请求 并:设置缓存策略为每次都从网络加载 超时时间30秒
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData timeoutInterval:30];

    // 3.采用苹果提供的共享session
    NSURLSession *sharedSession = [NSURLSession sharedSession];
    
    // 4.由系统直接返回一个dataTask任务
    NSURLSessionDataTask *dataTask = [sharedSession dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        // 网络请求完成之后就会执行,NSURLSession自动实现多线程
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        if (data && (error == nil)) {
            // 网络访问成功
            NSLog(@"data=%@",[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
        } else {
            // 网络访问失败
            NSLog(@"error=%@",error);
        }
    }];
    
    // 5.每一个任务默认都是挂起的,需要调用 resume 方法
    [dataTask resume];
}

2.NSURLSession文件下载

/// 文件下载
- (void)NSURLSessionDownloadTaskTest {
    // 1.创建url
    NSString *urlString = [NSString stringWithFormat:@"http://localhost/周杰伦 - 枫.mp3"];
    // 一些特殊字符编码
    urlString = [urlString stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLQueryAllowedCharacterSet]];
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
    
    // 2.创建请求
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url];
    
    // 3.创建会话,采用苹果提供全局的共享session
    NSURLSession *sharedSession = [NSURLSession sharedSession];
    
    // 4.创建任务
    NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [sharedSession downloadTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSURL * _Nullable location, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (error == nil) {
            // location:下载任务完成之后,文件存储的位置,这个路径默认是在tmp文件夹下!
            // 只会临时保存,因此需要将其另存
            NSLog(@"location:%@",location.path);
            
            // 采用模拟器测试,为了方便将其下载到Mac桌面
//            NSString *filePath = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
            NSString *filePath = @"/Users/coohua/Desktop/周杰伦 - 枫.mp3";
            NSError *fileError;
            [[NSFileManager defaultManager] copyItemAtPath:location.path toPath:filePath error:&fileError];
            if (fileError == nil) {
                NSLog(@"file save success");
            } else {
                NSLog(@"file save error: %@",fileError);
            }
        } else {
            NSLog(@"download error:%@",error);
        }
    }];
    
    // 5.开启任务
    [downloadTask resume];
}

3.NSURLSession文件上传

3.1 采用uploadTask任务,以数据流的方式进行上传
这种方式好处就是大小不受限制,上传需要服务器端脚本支持,脚本源代码见本文最后的附录,客户端示例代码如下:

/// 以流的方式上传,大小理论上不受限制,但应注意时间
- (void) NSURLSessionBinaryUploadTaskTest {
    // 1.创建url  采用Apache本地服务器
    NSString *urlString = @"http://localhost/upload.php";
    //    urlString = [urlString stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLFragmentAllowedCharacterSet]];
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
    
    // 2.创建请求
    NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
    // 文件上传使用post
    request.HTTPMethod = @"POST";
    
    // 3.开始上传   request的body data将被忽略,而由fromData提供
    [[[NSURLSession sharedSession] uploadTaskWithRequest:request fromData:[NSData dataWithContentsOfFile:@"/Users/coohua/Desktop/IMG_0359.jpg"]     completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (error == nil) {
            NSLog(@"upload success:%@",[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
        } else {
            NSLog(@"upload error:%@",error);
        }
    }] resume];
}

3.2 采用dataTask任务,拼接表单的方式进行上传

  • 上传的关键是请求体部分的表单拼接,获取本地上传文件的类型(MIME Types),至于具体的网络上传则很简单。 另外拼接表单的方式会有大小限制,即HTML的MAX_FILE_SIZE限制(可以自己设定,一般2MB)。

  • 根据上面的继承关系图,我们知道uploadTask是dataTask的子类,也可以使用uploadTask来代替dataTask。在代码示例中4.2步骤完全可以替换4.1步骤。这时,uploadTaskWithRequest函数的fromData可有可无,文件已在request里面包含。

注意:然而在苹果官方对uploadTaskWithRequest函数的介绍:request的body data in this request object are ignored,会被忽略,而测试时发现没有被忽略,且request必须包含HTTPBody,反而fromData被忽略。那么暂时理解为苹果对uploadTaskWithRequest函数的使用时没有考虑拼接表单的方式,那么当我们使用拼接表单时,建议不要使用uploadTask,虽然这样也能成功

  • 服务器端用到的upload.php源代码见本文最后的附录

表单拼接格式如下,boundary作为分界线:

--boundary
Content-Disposition:form-data;name=”表单控件名称”;filename=”上传文件名称”
Content-Type:要上传文件MIME Types

要上传文件二进制数据;

--boundary--

拼接表单示例代码:

/// 文件上传
- (void)NSURLSessionUploadTaskTest {
    // 1.创建url  采用Apache本地服务器
    NSString *urlString = @"http://localhost/upload/upload.php";
    urlString = [urlString stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLFragmentAllowedCharacterSet]];
    NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
    
    // 2.创建请求
    NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
    // 文件上传使用post
    request.HTTPMethod = @"POST";
    
    NSString *contentType = [NSString stringWithFormat:@"multipart/form-data; boundary=%@",@"boundary"];
    
    [request setValue:contentType forHTTPHeaderField:@"Content-Type"];
    // IMG_0359.jpg
    // 3.拼接表单,大小受MAX_FILE_SIZE限制(2MB)  FilePath:要上传的本地文件路径  formName:表单控件名称,应于服务器一致
    NSData* data = [self getHttpBodyWithFilePath:@"/Users/coohua/Desktop/IMG_0359.jpg" formName:@"file" reName:@"newName.png"];
    request.HTTPBody = data;
    // 根据需要是否提供,非必须,如果不提供,session会自动计算
    [request setValue:[NSString stringWithFormat:@"%lu",data.length] forHTTPHeaderField:@"Content-Length"];

    // 4.1 使用dataTask
    [[[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (error == nil) {
            NSLog(@"upload success:%@",[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
        } else {
            NSLog(@"upload error:%@",error);
        }
        
    }] resume];
#if 0
    // 4.2 开始上传 使用uploadTask   fromData:可有可无,会被忽略
    [[[NSURLSession sharedSession] uploadTaskWithRequest:request fromData:nil     completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        if (error == nil) {
            NSLog(@"upload success:%@",[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
        } else {
            NSLog(@"upload error:%@",error);
        }
    }] resume];
#endif
}

/// filePath:要上传的文件路径   formName:表单控件名称  reName:上传后文件名
- (NSData *)getHttpBodyWithFilePath:(NSString *)filePath formName:(NSString *)formName reName:(NSString *)reName
{
    NSMutableData *data = [NSMutableData data];
    NSURLResponse *response = [self getLocalFileResponse:filePath];
    // 文件类型:MIMEType  文件的大小:expectedContentLength  文件名字:suggestedFilename
    NSString *fileType = response.MIMEType;
    
    // 如果没有传入上传后文件名称,采用本地文件名!
    if (reName == nil) {
        reName = response.suggestedFilename;
    }
    
    // 表单拼接
    NSMutableString *headerStrM =[NSMutableString string];
    [headerStrM appendFormat:@"--%@\r\n",@"boundary"];
    // name:表单控件名称  filename:上传文件名
    [headerStrM appendFormat:@"Content-Disposition: form-data; name=%@; filename=%@\r\n",formName,reName];
    [headerStrM appendFormat:@"Content-Type: %@\r\n\r\n",fileType];
    [data appendData:[headerStrM dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
    
    // 文件内容
    NSData *fileData = [NSData dataWithContentsOfFile:filePath];
    [data appendData:fileData];
    
    NSMutableString *footerStrM = [NSMutableString stringWithFormat:@"\r\n--%@--\r\n",@"boundary"];
    [data appendData:[footerStrM  dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding]];
//    NSLog(@"dataStr=%@",[[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding]);
    return data;
}
/// 获取响应,主要是文件类型和文件名
- (NSURLResponse *)getLocalFileResponse:(NSString *)urlString
{
    urlString = [urlString stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLFragmentAllowedCharacterSet]];
    // 本地文件请求
    NSURL *url = [NSURL fileURLWithPath:urlString];
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:url];
    
    __block NSURLResponse *localResponse = nil;
    // 使用信号量实现NSURLSession同步请求
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    [[[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        localResponse = response;
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }] resume];
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    return  localResponse;
}

四 NSURLSessionConfiguration

NSURLConnection是全局性的,即它的配置对全局有效,如果有两个链接需要不同的cookies、证书这些公共资源,则NSURLConnection无法满足要求,这时NSURLSession的优势则体现出来,NSURLSession可以同过NSURLSessionConfiguration可以设置全局的网络访问属性。

NSURLSessionConfiguration *config = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
// delegateQueue:请求完成回调函数和代理函数的运行线程,如果为nil则系统自动创建一个串行队列,不影响sessionTask的运行线程
NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:config delegate:self delegateQueue:[NSOperationQueue mainQueue]];

三种会话方式:

  1. defaultSessionConfiguration:进程内会话(默认会话),类似 NSURLConnection的标准配置,用硬盘来缓存数据。
  2. ephemeralSessionConfiguration:临时的进程内会话(内存),不会将cookie、缓存储存到本地,只会放到内存中,当应用程序退出后数据也会消失,可以用于实现“秘密浏览”
  3. backgroundSessionConfiguration:建立后台会话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,后台另起一个线程。另外,系统会根据设备的负载程度决定分配下载的资源,因此有可能会很慢甚至超时失败。

设置一些网络属性:

  • HTTPAdditionalHeaders:可以设置出站请求的数据头
configuration.HTTPAdditionalHeaders = @{
    @"Accept": @"application/json",  
    @"Accept-Language": @"en",
    @"Authorization": authString,
    @"User-Agent": userAgentString
};
  • networkServiceType,设置网络服务类型
    • NSURLNetworkServiceTypeDefault 默认
    • NSURLNetworkServiceTypeVoIP VoIP
    • NSURLNetworkServiceTypeVideo 视频
    • NSURLNetworkServiceTypeBackground 后台
    • NSURLNetworkServiceTypeVoice 语音
  • allowsCellularAccess:允许蜂窝访问
  • timeoutIntervalForRequest:请求的超时时长
  • requestCachePolicy:缓存策略

注意事项:如果是自定义会话并指定了代理,会话会对代理进行强引用,在视图控制器销毁之前,需要取消网络会话,否则会造成内存泄漏

附录——服务器端文件上传PHP源代码

  • 以表单形式上传,可以获取文件名等等信息,注意images文件夹的权限应为所有用户可读写:
<?php
    header("Content-type: application/json; charset=utf-8");
    // 配置文件需要上传到服务器的路径,需要允许所有用户有可写权限,否则无法上传!
    $uploaddir = 'images/';
    // file表单名称,应与客户端一致
    $uploadfile = $uploaddir . basename($_FILES['file']['name']);
    
    move_uploaded_file($_FILES['file']['tmp_name'], $uploadfile);
    
    echo json_encode($_FILES);
?>
  • 以文件流的形式上传文件,文件的名字没有动态获取,而是直接命名,注意images文件夹的权限应为所有用户可读写
<?php
    /** 二进制流生成文件
     * $_POST 无法解释二进制流,需要用到 $GLOBALS['HTTP_RAW_POST_DATA'] 或 php://input
     * $GLOBALS['HTTP_RAW_POST_DATA'] 和 php://input 都不能用于 enctype=multipart/form-data
     * @param    String  $file   要生成的文件路径
     * @return   boolean
     */
    function binary_to_file($file){
        $content = $GLOBALS['HTTP_RAW_POST_DATA'];          // 需要php.ini设置
        if(empty($content)){
            $content = file_get_contents('php://input');    // 不需要php.ini设置,内存压力小
        }
        $ret = file_put_contents($file, $content, true);
        return $ret;
    }
    $file_dir="images/image.png";  // 固定的文件名,注意设置images文件夹权限为所有用户可读写!!!
    binary_to_file($file_dir);
?>

关于NSURLSession还有很多,后续会再贴一些例子 未完待续。。。

GitHub示例代码下载

参考:http://www.cnblogs.com/mddblog/p/5215453.html

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