前言
最近在阅读 CocoaAsyncSocket 的源码，整理里一下其中用到的一些技术点。
GCD 相关
目标队列（Target Queue）
概念
目标队列的基本概念是：你创建的所有队列，如果没有指定其目标队列，那么它的目标队列是优先级为 DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 的全局并发队列。每次在你队列中的一个 block 开始执行的时候，GCD 会重新将其放入目标队列执行。详细介绍可以查看引用1。
目标队列可能引起死锁
这里说一下使用目标队列可能导致的死锁问题：
比如说有两个队列：
dispatch_queue_t queueOne;
dispatch_queue_t targetQueueOne;
queueOne.targetQueue = targetQueueOne;
那么所有在 queue 上的操作最终会在 targetQueue 上执行。一切看起来都很好，现在有设想下面这样的函数：
- (BOOL)doSomething
{
__block BOOL result = NO;
dispatch_block_t block = ^{
result = [self someInternalMethodToBeRunOnlyOnQueueOne];
}
if (is_executing_on_queue(queueOne))
block();
else
dispatch_sync(queueOne, block);
return result;
}
如果你在 targetQueueOne 上调用这个方法会怎样？答案是死锁。这是因为 GCD 的 API 没有提供一个机制去发现队列的目标队列，所以我们不知道 queueOne 的目标队列。（死锁的原因是在当前串型队列上又同步派发了一个操作，导致两者相互等待）
目标队列死锁问题解决
一句话解释：使用 dispatch_queue_set_specific() 和 dispatch_get_specific()。
先给 queueOne 设置 sepcific
IsOnQueueOneOrTargetQueueKey = &IsOnQueueOneOrTargetQueueKey;
void *nonNullUnusedPointer = (__bridge void *)self;
dispatch_queue_set_specific(queue, IsOnQueueOneOrTargetQueueKey, nonNullUnusedPointer, NULL);
每次要判断是否是在当前队列或者目标队列的时候如下判断：
if (dispatch_get_specific(IsOnQueueOneOrTargetQueueKey)) {
block();
} else {
dispatch_sync(queueOne, block);
}
GCD Dispatch 源
概念
当要处理系统底层相关任务的时候，我们必须准备好要等待一段时间。当你的应用程序陷入系统内核或者其他系统层面的时候，比起在进程内部的函数调用，我们要面临切换上下文导致的巨大时间开销。结果就是，许多系统库会提供异步接口使你的代码提交一个请求给系统，然后继续自己的工作，当系统完成你的请求，在回调你的请求结果处理 block。GCD 的 dispatch source 就是这样一个基本数据类型。具体介绍可以查看官方文档，引用2。
使用 Dispatch 源来做一个定时器
在 iOS 中想要实现一个定时器可以使用系统原生的类 NSTimer，NSTimer 的问题是它的设计模式是 target-action 模式。也就是要在当前类中定义一个方法给定时器使用。比起多定义一个方法我们更喜欢用 block。但是 NSTimer 的 API 在 iOS 11 才支持回调的方式。有很多方式来自定义 NSTimer 使用回调的方式。这里不做介绍，可以查看引用3。
实现一个回调的定时器的一种方式是使用 Dispatch 源，代码如下所示：
dispatch_source_t CreateDispatchTimer(uint64_t interval,
uint64_t leeway,
dispatch_queue_t queue,
dispatch_block_t block)
{
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER,
0, 0, queue);
if (timer)
{
dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_walltime(NULL, 0), interval, leeway);
dispatch_source_set_event_handler(timer, block);
dispatch_resume(timer);
}
return timer;
}
void MyCreateTimer()
{
dispatch_source_t aTimer = CreateDispatchTimer(30ull * NSEC_PER_SEC,
1ull * NSEC_PER_SEC,
dispatch_get_main_queue(),
^{ MyPeriodicTask(); });
// Store it somewhere for later use.
if (aTimer)
{
MyStoreTimer(aTimer);
}
}
使用 Dispatch 源来处理 Socket 相关操作
无论是服务器端还是客户端socket 都需要某种机制使得其能够和对方进行持续的通信。通常的解决办法是进行一个永久循环，遇到某种条件时再终止循环。这种方式缺陷较多，一是不够“优雅”，二是无限循环非常浪费 CPU 时间。使用 Dispatch 源来做处理会更好。
CocoaAsyncSocket 这个框架的核心思想之一就是使用源来处理 Socket 的读和写。下面代码来自 CocoaAsyncSocket：
accept4Source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ, socket4FD, 0, socketQueue);
int socketFD = socket4FD;
dispatch_source_t acceptSource = accept4Source;
__weak GCDAsyncSocket *weakSelf = self;
dispatch_source_set_event_handler(accept4Source, ^{ @autoreleasepool {
__strong GCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
if (strongSelf == nil) return_from_block;
unsigned long i = 0;
unsigned long numPendingConnections = dispatch_source_get_data(acceptSource);
while ([strongSelf doAccept:socketFD] && (++i < numPendingConnections));
}});
dispatch_source_set_cancel_handler(accept4Source, ^{
close(socketFD);
});
dispatch_resume(accept4Source);
使用 dispatch_source_create 来创建源，参数 DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 指的是这是一个读类型的源，读事件来自与 socket4FD，事件回调发生在 socketQueue 上。
dispatch_source_set_event_handler 指定了每次事件发生时的回调，
dispatch_source_set_cancel_handler 指定了取消一个源的操作，取消一个源可以使用 dispatch_source_cancel 完成。默认情况下源是不会开始执行的，所以要用 dispatch_resume 显示的启动一个源。
dispatch 源还有很多作用，比如监视一个文件夹中的文件变化等。详细介绍可以看官方文档或者引用4
SSL/TLS 握手
我们知道每一个 TCP 连接都会进行3次握手，然后才会开始通信，具体原理可以查看引用5。HTTP 连接是建立在 TCP 连接的基础之上的。HTTPS 则更进一步，其连接是建立在 SSL/TLS 连接之上的。而 SSL/TLS 连接又是建立在 TCP 3次握手之后。这里不描述 SSL/TLS 的握手过程，详细可以查看参考资料6。
如何在 iOS 或者 macOS 系统上实现 SSL/TLS 握手呢？先说一下为什么要自己实现 SSL/TLS 握手，毕竟我们使用 HTTPS 的时候好像并没有处理这个？
了解客户端证书绑定的会知道，要做客户端证书绑定我们需要实现 NSURLSessionDelegate 的 URLSession:didReceiveChallenge:completionHandler 协议。其实在这一步发生的时候，NSURLSession 就已经正在为我们进行 SSL/TLS 握手，只是由于我们实现了这个协议，所以 NSURLSession 需要我们告诉它是否要信任这次握手，默认情况下 NSURLSession 有自己的逻辑来决定是否信任。NSURLSession 为我们隐藏了很多其他握手细节。
当我们想自定义 SSL/TLS 的握手细节的时候就需要自定义了。（SSL/TLS 握手中每一个步骤请看资料6）。
iOS 这边实现 SSL/TLS 握手 有两种方式
- 使用苹果提供的 SecureTransport 框架
- 使用 CFStream 相关接口
使用 SecureTransport 的优势是可以结合 dispatch 源，并且性能高，可控性强，但是 SecureTransport 没有开源。
使用 CFStream 的优势是使用 dispatch source 苹果没有一种机制告诉我们当前是否要进入后台或者正在后台。CFStream 的 API 就可以，通过设置 steam 的 kCFStreamNetworkServiceType 为 kCFStreamNetworkServiceTypeVoIP 即可。
注意 CocoaAsyncSocket 中貌似无法用 CFSteam 来自定义证书认证。
具体如何使用 CFStream 请看资料 CFSocketStream
具体如何使用 Secure Transport 请看资料 Secure Transport
SOCKET
CocoaAsyncSocket 本来就是对原生的 Socket 的封装，所以要看懂源码需要了解原生的 Socket 的写法。主要分成两个部分：
- 服务器端 Socket
- 客户端 Socket
同时 Socket 本身还有很多细节内容需要了解。建议在阅读或者使用 CocoaAsyncSocket 之前了解这方面的知识。
英文资料可以看： Introduction to Sockets Programming in C using TCP/IP
中文资料可以看： Socket
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