iOS网络模块优化（失败重发、缓存请求有网发送）

　　iOS开发中，一般都是通过AFN搭建一个简易的网络模块来进行与服务器的通信，这一模块要优化好没那么简单，需要花费很多时间与精力，仅仅根据这几年来的填坑经验，总结下这一块的需要注意的地方，也是给自己梳理下知识。

　　之前写的博客提到了DNS优化、请求数据大小的优化(http://www.cnblogs.com/ziyi--caolu/p/8058577.html)。这里主要想理一理合理的并发数以及网络请求可靠性的保障。

　　优化的理论之前，先建立代码样例，假设我们有这样两个类：　　

@interface ZYRequest : NSObject<NSCopying>

@end

@interface ZYRequestManager : NSObject

@end

　　ZYRequest类用来处理公共的逻辑，Manager负责管理Request。在iOS开发中，很多时候会遇到多个Request集中发送的情况，比如说第一次进入App首页，需要请求骨架文件、首页Banner图片、展示Cell数据等等，如果这时候并发数太少，那些需要优先展示的数据请求可能会被次要的数据请求“阻塞”住。如果并发数太大，带宽有限的场景下，会增加请求的整体延迟。一般而言，在实际开发中，让请求的并发数限制在3~~5即可（也可以给每个请求设计优先级，然后在调度队列里面让优先级高的请求先出队列）。

　　请求的可靠性保障是个很容易被忽视的问题，见过的很多App的网络请求都是只进行一次请求，失败后直接给用户提示网络错误。比较好的做法，是将Request按业务分类：

　　　　第一类，关键核心业务，期望在任何条件下能百分百送达服务器。

　　　　第二类，重要的内容请求、数据展示，需要较高的成功率。

　　　　第三类，一般性内容请求，对成功率无要求。

　　理论上来说，需要我们应该尽量让每个请求的成功率都达到最高，但是客户端流量、带宽、电量、服务器压力等都是有限的资源，所以只能采取将关键性请求做高强度的可靠性保证。

　　　　

　　　　代码Github地址：https://github.com/wzpziyi1/iOSNetwork

　　　　

　　一、代码结构分析

　　　　其中Storage文件夹里面，主要是处理将NSData数据缓存到沙盒的，实际我将它们的调用封装在ZYRequestCache文件里面，关于数据存储到沙盒、数据库，从沙盒取出数据、从数据库取出数据，删除、查询等等所有操作，都是封装在ZYRequestCache里面，直接调用它的接口即可。

　　　　数据库采用的是realm数据库，并且实现了在子线程进行数据的存取，不占用主线程的资源，以免造成卡顿。由于是第一次使用realm，踩了很多坑。所有的关于数据库的操作，都封装在ZYRequestRealm文件里面，里面也有许多操作realm时踩过的坑的提示，最需要注意的一点是，在realm数据库的使用中，对同一份数据的读、写、查询后使用，都必须是在同一线程，在编码时由于将除查询操作外的其他数据库操作放在子线程中，造成了各种线程错误的崩溃。

　　　　YQDHttpClinetCore文件是基于AFN的封装，在里面设置了超时时间为5s，主要是因为我设置的重发请求次数是3次，那么真正交互的超时时间会是15s，如果有需要可以自行进行调整。

　　　　ZYRequest文件里面是所有发送一次请求所需要的数据，例如url\params\method\type等。

　　　　ZYRequestManager文件里面是进行request调度的主题逻辑，也没有进行复杂的算法，不按照优先级别，只是一个先入先出队列来进行调用的。里面有两个dispatch_queue:

//这个串行队列用来控制任务有序的执行
@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t taskQueue;

//添加、删除队列，维护添加与删除request在同一个线程
@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t addDelQueue;

　　　　taskQueue主要是用来处理调度队列的，也就是requestQueue，让它在子线程进行循环查询、处理request，然后再并发进行网络请求，这样可以防止请求很多的情况下，卡住主线程。

　　　　addDelQeueu主要是用来处理requestQueue里面的requset增加与删除的。在添加和删除的时候，采用的方案都是串行+同步，主要是避免数据竞争。（因为在AFN发送request要删除requestQueue里面的request的时候，是并发状态）

　　　　在处理最大并发数的时候，我使用的是dispatch_semaphore_t（信号量），设置最大并发数是4。

　　　　逻辑并不复杂，需要注意的是，如何避免数据竞争，如何尽可能的不消耗主线程资源。

　　二、针对百分百送达服务器的请求　　

　　　　根据业务来说，这类请求应用的地方很多。类似于我们发微信发消息时，消息数据一旦从数据框中发出，从用户的角度感知这条消息是一定会到达对方的;在小说阅读App的书架收藏功能，理论上来说户收藏一本书时，在用户感知角度，这本书一定会被收藏进入书架的等业务。如果网络环境差，网络模块会在后台悄悄重试，一段时间仍然无法成功的话，就直接通知用户发送失败了，但是即使失败，请求数据也会保存在本地，以便用户重新触发此条请求数据的发送。

　　　　对于这类请求的处理，第一步并不是直接发送，而是存入本地数据库中，一旦存入了数据库，即使是杀掉进程、断电、重启等极端操作，请求数据也依旧存在，我们只需要在App重启或者进入该业务界面时，还原请求数据到内存中，重新进行发送即可。代码阐释：

　　　　

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ZYRequestMacro.h"
#import <Realm/Realm.h>

typedef NS_ENUM(NSInteger, ZYRequestReliability){

    //如果没有发送成功，就放入调度队列再次发送
    ZYRequestReliabilityRetry,

    //必须要成功的请求，如果不成功就存入DB，然后在网络好的情况下继续发送，类似微信发消息
    //需要注意的是，这类请求不需要回调的
    //类似于发微信成功与否
    //就是必定成功的请求，只需要在有网的状态下，必定成功
    ZYRequestReliabilityStoreToDB,

    //普通请求，成不成功不影响业务，不需要重新发送
    //类似统计、后台拉取本地已有的配置之类的请求
    ZYRequestReliabilityNormal
};

@interface ZYRequest : RLMObject<NSCopying>

//存入数据库的唯一标示
@property (nonatomic, assign) int requestId;

/**请求参数对*/
@property (nonatomic, strong) NSDictionary *params;

/**
 请求的url
 */
@property (nonatomic, copy) NSString *urlStr;

/**
 请求重复策略，默认重发
 */
@property (nonatomic, assign) ZYRequestReliability reliability;

/**
 请求方法，默认get请求
 */
@property (nonatomic, assign) YQDRequestType method;

/**
 是否需要缓存响应的数据，如果cacheKey为nil，就不会缓存响应的数据
 */
@property (nonatomic, copy) NSString *cacheKey;

/**
 请求没发送成功，重新发送的次数
 */
@property (nonatomic, assign, readonly) int retryCount;

/**
 realm不支持NSDictionary，所以params直接转化为字符串存储
 只在请求需要存入数据库中，此参数才有相应的作用
 ZYRequestReliabilityStoreToDB这种类型下
 */
@property (nonatomic, copy, readonly) NSString *paramStr;

- (void)reduceRetryCount;
@end

　　　　第一类请求就是ZYRequestReliabilityStoreToDB，requestId是它存入数据库的唯一标示，下面是请求的发送流程：

　　　　

- (void)sendRequest:(ZYRequest *)request successBlock:(SuccessBlock)successBlock failureBlock:(FailedBlock)failedBlock
{
    //如果是ZYRequestReliabilityStoreToDB类型
    //第一时间先存储到数据库，然后再发送该请求，如果成功再从数据库中移除
    //不成功再出发某机制从数据库中取出重新发送
    if (request.reliability == ZYRequestReliabilityStoreToDB)
    {
        [[ZYRequestCache sharedInstance] saveRequestToRealm:request];
    }

    [self queueAddRequest:request successBlock:successBlock failureBlock:failedBlock];
    [self dealRequestQueue];
}

//在成功的时候移除realm数据库中的缓存
 if (request.reliability == ZYRequestReliabilityStoreToDB)
{
    [[ZYRequestCache sharedInstance] deleteRequestFromRealmWithRequestId:request.requestId];
}

//请求失败之后，根据约定的错误码判断是否需要再次请求
                //这里，-1001是AFN的超时error
 if (error.code == -1001 &&request.retryCount > 0)
{
    [request reduceRetryCount];
    [self queueAddRequest:request successBlock:successBlock failureBlock:failedBlock];
    [self dealRequestQueue];
}
else  //处理错误信息
{
    failedBlock(error);
}

　　　　如果是ZYRequestReliabilityStoreToDB请求，第一步是存入数据库。

　　　　第二步，将请求添加到调度队列里面，让调度队列调用AFN去处理该请求。在AFN的成功block里面，判断状态码，如果是真的成功状态，那么将数据库里面的请求移除掉，如果是失败状态，将重新请求的次数递减，再添加到调度队列末尾重新排队请求。

　　　　我设计的是，最多重发三次请求。另外还有一个定时器，这个定时器会每隔60s，从数据库查询需要所有存储的请求，然后将它们尝试加入调度队列再次发送。这样的设计，即使App被kill，再次重启60s之后，也会把数据库中的请求拿出来进行发送。（只是一种思路，实际开发中会进入到具体业务才讲请求拿出来发送）

　　　　通过上面的几个步骤，基本上可以极大的提高请求的可靠性，但是真的100%是无法实现的，如果用户卸载App，再下载，相关数据就无法恢复了。

　　三、失败重发

　　　　第二类请求的可靠性为ZYRequestReliabilityRetry，这类请求的例子可以是我们App启动时用户看到的首页，首页的内容从服务器获取，如果第一次请求就失败体验较差，这种场景下我们应该允许请求有机会多试几次，增加一个retryCount即可。

/**
 请求没发送成功，重新发送的次数
 */
@property (nonatomic, assign, readonly) int retryCount;

　　　　在Manager里面，有一个调度队列：

@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *requestQueue;

　　　　每次将请求加入这个队列，然后在AFN发送完成回调之后，如果失败就进行重发，实际开发时，需要自行处理失败重发的错误码判断：

//请求失败之后，根据约定的错误码判断是否需要再次请求
//这里，-1001是AFN的超时error
if (error.code == -1001 &&request.retryCount > 0)
{
    [request reduceRetryCount];
    [self queueAddRequest:request successBlock:successBlock failureBlock:failedBlock];
    [self dealRequestQueue];
}

　　　　在这里，是设置如果超时才进行重发请求，也可以将这个判断去掉，只要retryCount大于0即进行重发。一般开发的时候会和后台确定一些错误码，根据错误码的类型判断是否需要重发会更合理些。

　　　　一般3次的重试基本可以排除网络抖动的情况。三次失败之后即可认为请求失败，通过产品交互告知用户。

　　　　第三类请求的重要性最低，比如进入Controller的UV采集打点、收集数据等。这类请求只需要做一次，即使失败也不会对App体验产生什么负面影响。

　　四、设计思路

　　　　这是某天在开发群里群友发出来的一道面试题，当一个复杂界面上的数据要根据n个请求返回的数据进行更新的时候，要求设计一个架构来发送这些请求。

　　　　当时简单的和群友聊了聊，趁着最近有时间就自己撸了一套这样的机制，首先是疑问：

　　　　1、为什么需要设计框架？所有请求直接利用AFN并发发送不行么？（不行，因为网络带宽是有限的，这样做会导致数据返回整体慢上很多，而且，一个网络请求的超时时间是一定的，一次性并发很可能造成本来可以发送成功的请求超时）

　　　　2、基于问题1，架构如何设计？（个人认为，面试官主要是想考察对平时写代码对于封装、设计模式、网络回调的理解，如果仅仅只是一个最大并发的限制，明显不会是理想答案，那么需要注意的点？除开最大并发，开发中网络错误时，都有错误码返回，对这一块应该做好处理。当请求失败时，需不需要进行重发？请求之间需不需要设置依赖？需要不要有优先级等等）

　　　　这一次的设计，并没有依赖、优先级等，只进行了重发、最大并发设计。思路是一样的，无非就是一个调度队列进行request的处理，这个队列的出队规则可以是按优先级高低来进行，当然得自己封装优先队列的算法。这里是最简单的先进先出队列，每次请求失败，要进行重发的话，就把请求丢到队列末尾。额，理论上来说，请求无限多的情况下，调度队列会是个死循环，这样会造成主线程卡顿，所以把它放到子线程来处理。在并发发送请求之下，不做处理的话，会并发的删除调度队列里面的request，那么如何避免数据竞争？在代码里面都有解答，以上。