使用 iOS 原生的 URLSession 进行网络请求

杜金珂开发
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应用无论是从服务器获取信息,还是更新社交媒体信息,抑或是下载文件,这都归功于应用核心的 HTTP 网络请求。为了帮助开发者满足网络请求的众多需求,苹果提供了 URLSession,这是一个完整的网络 API,用于发送和接收 HTTP/HTTPS 请求。

你可以通过 URLSessionConfiguration 来创建 URLSession,它有三种形式:

URLSessionConfiguration 还允许你配置其他属性,例如超时值,缓存策略和 HTTP 头部信息等。

URLSessionTask 是一个表示网络请求任务的抽象类。网络请求会创建一个或多个任务来获取数据,和上传或下载。这里有四种类型的网络请求任务:

您也可以暂停,恢复和取消任务。 URLSessionDownloadTask 可以保存暂停时的状态,以至于恢复任务时,不用从头开始。

声明:笔者自身对 URLSession 也是初学,而本文介绍的 URLSession 知识也都是自己的一些理解,同时尽量不涉及过于原理性的内容,一切以普通工程师实用为目标原则。其中可以想象在很多地方会有理解的错误,还请多包涵。如您发现问题,也往不吝赐教指正,感激不尽。

组装 URL

在进行任何一项网络请求时,都需要配置 URL,苹果提供 URLComponents 以供开发者配置 URL。比起使用纯字符串形式的 URL,用这种方式可以根据 URLComponents 值的内容轻松获取 URL 值,反之亦然。

func makeURL() -> URL {
    var components = URLComponents()
    components.scheme = "https"
    components.host = "xxx.xxx.xxx"
    components.path = "/path"

    components.queryItems = [URLQueryItem]()
    components.queryItems?.append(URLQueryItem(name: "parameterName1", value: "parameterValue1"))
    components.queryItems?.append(URLQueryItem(name: "parameterName2", value: "parameterValue2"))
            
    return components.url!
}

发起 GET 请求

发起 GET 请求时,必须先创建 URLSessionTask 对象和获取 URL 地址。为防止重复发起请求,可在 dataTask 的调用 .resume() 方法开始每次任务前,调用 .cancel() 方法。

func getRequest() {
    var dataTask: URLSessionTask?
    dataTask?.cancel()

    let requestURL = makeURL()
    let request: URLRequest = URLRequest(URL: requestURL)

    dataTask = URLSession.shared.dataTask(with: request, completionHandler: { (data, response, error) in
        ......
    })
        
    dataTask?.resume()
}

另一种发起 GET 请求的方式,同样是调用 dataTask(with:completionHandler:) 方法,只不过第一个参数可以直接传入 URL 地址。

发起 POST 请求

与发起 GET 请求的不同在于,需要指定 URLRequest 的请求类型,并且设置 POST 的内容。

func postRequest() {
    ......

    request.httpMethod = "POST"
    let postData = ["parameterName1": "parameterValue1", "parameterName2": "parameterValue2"]
    let postString = postData.compactMap({ (key, value) -> String in
        return "\(key)=\(value)"
    }).joined(separator: "&")
    request.httpBody = postString.data(using: .utf8))

    dataTask = URLSession.shared.dataTask(with: request, completionHandler: { (data, response, error) in
        ......
    })
        
    ......
}

开始下载

发起简单的下载任务

如果不需要获取下载进度,可以就像之前发起 POST 请求时那样调用下载任务的方法:

func postRequest() {
    ......

    downloadTask = URLSession.shared.downloadTask(with: request) { (url, response, error) in
        print("Finished downloading to \(location).")
        ......
    }
        
    ......
}

开始下载任务

如果需要监听和及时更新下载进度,那就需要用到 URLSessionDownloadDelegate。而引入 URLSessionDownloadDelegate 必须要实现的方法是 urlSession(_:downloadTask:didFinishDownloadingTo:),该方法会在下载任务执行完成后被调用。

extension DownloadViewController: URLSessionDownloadDelegate {
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) { 
        print("Finished downloading to \(location).")
        ......
    }
}

但首先,需要初始化一个特别的 URLSession 来负责调用代理:

lazy var downloadsSession: URLSession = {
    let configuration = URLSessionConfiguration.default
    return URLSession(configuration: configuration, delegate: self, delegateQueue: nil)
}()

这里使用默认配置初始化网络任务,并指定代理,这样便可以接收 URLSession 的代理事件,用于监听任务进度。将代理队列设置为 nil 会导致创建一个串行队列,以执行委派方法和处理程序的所有调用。

然后再使用downloadsSession发起一个下载任务:

var downloadTask: URLSessionDownloadTask = downloadsSession.downloadTask(with: downloadUrl)
downloadTask.resume()

当下载任务执行完后,之前提及过的 urlSession(_:downloadTask:didFinishDownloadingTo:) 方法会被调用,在这个方法中,所下载的文件将被存储在一个临时区域,如果需要长久使用这个文件的话,需要将它放入应用沙盒中:

func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) { 
    let documentsPath = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first!
    let destinationURL = documentsPath.appendingPathComponent(downloadTask.originalRequest?.url.lastPathComponent)

    let fileManager = FileManager.default
    try? fileManager.removeItem(at: destinationURL)
    do {
        try fileManager.copyItem(at: location, to: destinationURL)
    } catch let error {
        print("Could not copy file to disk: \(error.localizedDescription)")
    }

    ......
}   

在这段代码中,首先按照所下载文件在服务器中的路径,在本地创建相同的路径,并清空。然后再将文件从临时的储存位置移动到先前创建好的地址。

暂停,继续和取消下载任务

取消下载任务的方式十分简单,直接在 downloadTask 后调用 .cancle() 方法即可。

暂停下载任务和取消下载任务很相似,只是需要在取消下载任务时,保存好已下载的数据:

downloadTask?.cancel(byProducingResumeData: { data in
    let downloadedData = data
    ......
})   

继续下载任务时,如果存在已下载的数据则继续下载,如果没有,则重新开始下载:

if let resumeData = downloadedData {
    downloadTask = downloadsSession.downloadTask(withResumeData: resumeData)
} else {
    downloadTask = downloadsSession.downloadTask(with: downloadUrl)
}
    
downloadTask.resume()

别忘记,无论哪种情况发起何种请求,都需要调用 resume() 方法。

获取下载任进度

显示下载进度可以有效的提升用户体验:

func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didWriteData bytesWritten: Int64, totalBytesWritten: Int64, totalBytesExpectedToWrite: Int64) {
    let totalSize = ByteCountFormatter.string(fromByteCount: totalBytesExpectedToWrite, countStyle: .file)
    let downloadProgress = Float(totalBytesWritten) / Float(totalBytesExpectedToWrite)
    ......
}

在后台执行下载任务

启用后台下载之后,即便是应用在后台或崩溃,除非用户手动终止应用,否则下载仍会继续,这非常适用于大型文件的下载。这是由于当程序没有执行的时候,系统在应用外运行一个单独的守护程序来管理后台传输任务,并在下载任务时将适当的代理消息发送到应用程序。如果应用在这期间被终止,下载任务也将在后台继续执行。任务完成后,守护程序将在后台重新启动应用。重新启动的应用程序将重新创建后台会话,以接收相关的完成代理消息,并执行任何所需的操作,例如将下载的文件保存到磁盘。

想要实现此功能,需要在初始化下载任务时,就指定下载任务的模式:

lazy var downloadsSession: URLSession = {
    let configuration = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "backgroundSessionConfiguration")
    return URLSession(configuration: configuration, delegate: self, delegateQueue: nil)
}()

如之前所说,当后台下载任务完成后,应用将会重启,这时候需要一个代理方法来执行这个事件,可在 AppDelegate.swift 文件执行 application(_:handleEventsForBackgroundURLSession:) 这个方法:

class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
    var backgroundSessionCompletionHandler: (() -> Void)?
  
    func application(_ application: UIApplication, handleEventsForBackgroundURLSession identifier: String, completionHandler: @escaping () -> Void) {
        backgroundSessionCompletionHandler = completionHandler
    }
}

最后再在 URLSessionDelegate 当任务完成的代理方法中执行具体的操作:

func urlSessionDidFinishEvents(forBackgroundURLSession session: URLSession) {
    DispatchQueue.main.async {
        if let appDelegate = UIApplication.shared.delegate as? AppDelegate, let completionHandler = appDelegate.backgroundSessionCompletionHandler {
            appDelegate.backgroundSessionCompletionHandler = nil
            completionHandler()
        }
    }
}

开始上传

发起上传任务和发起 POST 请求很类似,只是将需要上传的文件或数据放在上传任务初始化时。

func postRequest() {
    ......

    request.httpMethod = "POST"

    let documents =  NSHomeDirectory() + "/Documents/fileName.suffix"
    let data = try! Data(contentsOf: URL(fileURLWithPath: documents))

    uploadTask = URLSession.shared.uploadTask(with: request, from: data) { (data, response, error) in
        ......
    }

    // 或者 

    uploadTask = URLSession.shared.uploadTask(with: request, fromFile: URL(string: documents)) { (data, response, error) in
        ......
    }
        
    ......
}
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