iOS网络NSURLSession使用详解

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。

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• 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，这里设置为30s

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。

       

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.cnblogs.com/mddblog/p/5215453.html";

// 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/userName/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，脚本源代码见本文档最后的附录，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/userName/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"];
    // 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/userName/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);
?>