优秀iOS三方框架解析一（AFNetWorking）

一、结构

AFNetworking是iOS最常用的网络框架，虽然系统也有NSURLSession，但是我们一般不会直接用它。AFNetworking经过了三个大版本，现在用的大多数都是3.x的版本。

AFNetworking3.X的构成很简单，主要就四部分，除此之外还有一些基于UIKit的Category。

• Manager : 负责处理网络请求的两个Manager，主要实现都在AFURLSessionManager中。
• Reachability : 网络状态监控。
• Security : 处理网络安全和HTTPS相关的。
• Serialization : 请求和返回数据的格式化器。

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二、核心逻辑

先来看一下如何使用 AFNetworking 发送一个 请求：

NSURL *url = [[NSURL alloc] initWithString:@"https://news-at.zhihu.com"];
AFHTTPSessionManager *manager = [[AFHTTPSessionManager alloc] initWithBaseURL:url];
[manager GET:@"api/4/news/latest" parameters:nil progress:nil
    success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) {
        NSLog(@"%@" ,responseObject);
    } failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) {
        NSLog(@"%@", error);
    }];

首先使用一个 URL，通过调用 -initWithBaseURL:方法创建了一个 AFHTTPSessionManager 的实例，然后再调用-GET:parameters:progress:success:failure: 方法发起请求。

-initWithBaseURL: 方法的调用栈如下：

- [AFHTTPSessionManager initWithBaseURL:]
    - [AFHTTPSessionManager initWithBaseURL:sessionConfiguration:]
        - [AFURLSessionManager initWithSessionConfiguration:]
            - [NSURLSession sessionWithConfiguration:delegate:delegateQueue:]
            - [AFJSONResponseSerializer serializer] // 负责序列化响应
            - [AFSecurityPolicy defaultPolicy] // 负责身份认证
            - [AFNetworkReachabilityManager sharedManager] // 查看网络连接情况
            - [AFHTTPRequestSerializer serializer] // 负责序列化请求
            - [AFJSONResponseSerializer serializer] // 负责序列化响应

AFURLSessionManager 是 AFHTTPSessionManager 的父类， AFURLSessionManager 负责创建和管理 NSURLSession 的实例，管理 AFSecurityPolicy 和初始化 AFNetworkReachabilityManager，来保证请求的安全和查看网络连接情况，它有一个 AFJSONResponseSerializer 的实例来序列化 HTTP 响应。
AFHTTPSessionManager 有着自己的 AFHTTPRequestSerializer 和 AFJSONResponseSerializer 来管理请求和响应的序列化，同时依赖父类实现发出 HTTP 请求、管理 Session 这一核心功能。

-GET:parameters:progress:success:failure:方法的调用栈：

 - [AFHTTPSessionManager GET:parameters:process:success:failure:]
    - [AFHTTPSessionManager dataTaskWithHTTPMethod:parameters:uploadProgress:downloadProgress:success:failure:] // 返回一个 NSURLSessionDataTask 对象
        - [AFHTTPRequestSerializer requestWithMethod:URLString:parameters:error:] // 返回 NSMutableURLRequest
        - [AFURLSessionManager dataTaskWithRequest:uploadProgress:downloadProgress:completionHandler:] 
            - [NSURLSession dataTaskWithRequest:]// 返回一个 NSURLSessionDataTask 对象
            - [AFURLSessionManager addDelegateForDataTask:uploadProgress:downloadProgress:completionHandler:]
                - [AFURLSessionManagerTaskDelegate init]
                - [AFURLSessionManager setDelegate:forTask:] // 为每个 task 创建一个对应的 delegate
    - [NSURLSessionDataTask resume]

发送请求的核心在于创建和启动一个 data task，AFHTTPSessionManager 只是提供了 HTTP 请求的接口，内部最终还是调用了父类 AFURLSessionManager 来创建 data task（其实也就是通过 NSURLSession 创建的 task），AFURLSessionManager 中会为每个 task 创建一个对应的 AFURLSessionManagerTaskDelegate 对象，用来处理回调。
在请求发起时有一个序列化的工具类 AFHTTPRequestSerializer 来处理请求参数。

请求回调时的方法调用栈：

- [AFURLSessionManager  URLSession:task:didCompleteWithError:]
  - [AFURLSessionManagerTaskDelegate URLSession:task:didCompleteWithError:]
    - [AFJSONResponseSerializer responseObjectForResponse:data:error:]  // 解析 JSON 数据
      - [AFHTTPResponseSerializer validateResponse:data:]  // 验证数据
    - [AFURLSessionManagerTaskDelegate URLSession:task:didCompleteWithError:]_block_invoke_2.150
      - [AFHTTPSessionManager dataTaskWithHTTPMethod:URLString:parameters:uploadProgress:downloadProgress:success:failure:]_block_invoke

AFURLSessionManager 在代理方法中收到服务器返回数据的后，会交给 AFURLSessionManagerTaskDelegate 去处理，接着就是用 AFJSONResponseSerializer 去验证和解析 JSON 数据，最后再通过 block 回调的方式返回最终结果。

三、AFURLSessionManager

AFURLSessionManager 是 AFHTTPSessionManager 的父类，主要有以下几个功能：

• 负责创建和管理 NSURLSession
• 管理 NSURLSessionTask
• 实现 NSURLSessionDelegate 等协议中的代理方法
• 使用 AFURLSessionManagerTaskDelegate 管理上传、下载进度，以及请求完成的回调
• 将整个请求流程相关的组件串联起来
• 负责整个请求过程的线程调度
• 使用 AFSecurityPolicy 验证 HTTPS 请求的证书

1. 线程

一般调用 AFNetworking 的请求 API 时，都是在主线程，也是主队列。然后直到调用 NSURLSession 的 -resume 方法，一直都是在主线程。
在 AFURLSessionManager 的初始化方法中，设置了 NSURLSession 代理回调线程的最大并发数为 1，因为就像 NSURLSession 的 -sessionWithConfiguration:delegate:delegateQueue: 方法的官方文档中所说的那样，所有的代理方法回调都应该在一个串行队列中，因为只有这样才能保证代理方法的回调顺序。
NSURLSession 代理方法回调是异步的，所以收到回调时的线程模式是“异步+串行队列”，这个时候可以理解为处于回调线程。
收到代理回调后，接着在 AFURLSessionManagerTaskDelegate 的 -URLSession:task:didCompleteWithError: 方法中，异步切换到 processing queue 进行数据解析，数据解析完成后再异步回到主队列或者自定义队列。

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2. AFURLSessionManagerTaskDelegate

AFURLSessionManager 中几乎实现了所有的 NSURLSession 相关的协议方法

• NSURLSessionDelegate
• NSURLSessionTaskDelegate
• NSURLSessionDataDelegate
• NSURLSessionDownloadDelegate

但是AFURLSessionManager 中实现的这些代理方法都只是做一些非核心逻辑的处理，每个代理方法中都回调了一个自定义逻辑的 block，如果 block 被赋值了，那么就调用它。
AFURLSessionManager 把最核心的代理回调处理交给 AFURLSessionManagerTaskDelegate 类去实现了，AFURLSessionManagerTaskDelegate 可以根据对应的 task 去进行上传、下载进度回调和请求完成的回调处理：

- URLSession:task:didCompleteWithError:
- URLSession:dataTask:didReceiveData:
- URLSession:downloadTask:didFinishDownloadingToURL:

AFURLSessionManager 通过属性 mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier （一个 NSDictionary 对象）来存储并管理每一个 NSURLSessionTask 所对应的 AFURLSessionManagerTaskDelegate，它以 taskIdentifier 为键存储 task。在请求最终完成后，又将 AFURLSessionManagerTaskDelegate 移除。

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3. NSProgress

AFURLSessionManagerTaskDelegate 借助了 NSProgress 这个类来实现进度的管理，NSProgress 是 iOS 7 引进的一个用来管理任务进度的类，可以表示一个任务的进度信息，我们还可以对其进行开始 暂停、取消等操作，完整的对应了 task 的各种状态。
AFURLSessionManagerTaskDelegate 通过 KVO 监听 task 的进度更新，来同步更新 NSProgress 的进度数据。同时，还用 KVO 监听了 NSProgress 的 fractionCompleted 属性的变化，用来更新最外面的进度回调 block，回调时将这个 NSProgress 对象作为参数带过去。
另一方面，AFURLSessionManagerTaskDelegate 中还分别对下载和上传的 NSProgress 对象设置了开始、暂停、取消等操作的 handler，将 task 跟 NSProgress 的状态关联起来。这样一来，就可以通过控制 NSProgress 对象的这些操作就可以控制 task 的状态。

四.AF2.0 与 3.0的不同

4.1 AFNetworking3.0为何弃用了NSURLConnection

NSURLSession提升了网络连接速度

2015年，RFC文档（RFC文档是一系列关于Internet的技术资料汇编，早期为ARPANET）编号7540正式发表了下一代HTTP协议HTTP/2，是1999年发布HTTP/1.1以来的首个更新。相对于前一个版本，HTTP/2以快著称。加载同样一张图片，新的协议所用时间是旧协议的四分之一。
根据2015的WWDC Session711，我们知道iOS9+，NSURLSession开始正式支持HTTP/2，也就意味着你的网络连接速度可以提升不少。更人性化更优秀的API设计，HTTP/2的支持，成为了开发者摒弃NSURLConnection的理由。

Session采用了共享，而非每次都新建

事实上在HTTP/0.9 ,HTTP/1.0协议的时代，每次HTTP的请求，都需要先经过TCP的连接，而后才能开始HTTP的请求。那么，为了让我们的请求更快，避免每次都产生一个TCP三次握手，成了一个优化的选项。于是在HTTP/1.1中共享的Session将会复用TCP的连接，这样就避免了每次操作都开启一个TCP三次握手的时间浪费，即加速了网络请求时间。
通过查看文档，我们可以知道iOS对同一个IP的服务器的最大并发数为4，OSX为6，但是如果没有共享Session，则可能会超过这个数。

4.2 AFNetworking3.0后为什么不再需要常驻线程？

AF2.x为什么需要常驻线程？

开辟一条子线程，设置runloop使线程常驻。所有的请求在这个线程上发起、同时也在这个线程上回调。

首先，每一个请求对应一个AFHTTPRequestOperation实例对象（以下简称operation），每一个operation在初始化完成后都会被添加到一个NSOperationQueue中。
由这个NSOperationQueue来控制并发，系统会根据当前可用的核心数以及负载情况动态地调整最大的并发 operation 数量，我们也可以通过setMaxConcurrentoperationCount:方法来设置最大并发数。注意：并发数并不等于所开辟的线程数。具体开辟几条线程由系统决定。
也就是说此处执行operation是并发的、多线程的。

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最后再来小结一下为什么AF2.x需要一条常驻线程：
首先需要在子线程去start connection，请求发送后，所在的子线程需要保活以保证正常接收到 NSURLConnectionDelegate 回调方法。如果每来一个请求就开一条线程，并且保活线程，这样开销太大了。所以只需要保活一条固定的线程，在这个线程里发起请求、接收回调。

AF3.x为什么不再需要常驻线程？

NSURLConnection的一大痛点就是：发起请求后，这条线程并不能随风而去，而需要一直处于等待回调的状态。

苹果也是明白了这一痛点，从iOS9.0开始 deprecated 了NSURLConnection。 替代方案就是NSURLSession。

self.operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
self.operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 1;
self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:self.sessionConfiguration delegate:self delegateQueue:self.operationQueue];

同时还要注意一下，指定的用于接收回调的Queue的maxConcurrentOperationCount设为了1，这里目的是想要让并发的请求串行的进行回调。

为什么要串行回调？

- (AFURLSessionManagerTaskDelegate *)delegateForTask:(NSURLSessionTask *)task {
    NSParameterAssert(task);
    AFURLSessionManagerTaskDelegate *delegate = nil;
    [self.lock lock];
    //给所要访问的资源加锁，防止造成数据混乱
    delegate = self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier[@(task.taskIdentifier)];
    [self.lock unlock];
    return delegate;
}

这边对 self.mutableTaskDelegatesKeyedByTaskIdentifier 的访问进行了加锁，目的是保证多线程环境下的数据安全。既然加了锁，就算maxConcurrentOperationCount不设为1，当某个请求正在回调时，下一个请求还是得等待一直到上个请求获取完所要的资源后解锁，所以这边并发回调也是没有意义的。相反多task回调导致的多线程并发，还会导致性能的浪费。

所以，为什么在AF3.0中。要设置 self.operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 1; 呢？AF2.0却不需要？
解答：功能不一样：AF3.0的operationQueue是用来接收NSURLSessionDelegate回调的，鉴于一些多线程数据访问的安全性考虑，设置了maxConcurrentOperationCount = 1来达到串行回调的效果。
而AF2.0的operationQueue是用来添加operation并进行并发请求的，所以不要设置为1。