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NSURLSession－介紹、上傳、下載（2）

阿新 • • 發佈：2019-02-11

NSURLConnection在iOS9被宣佈棄用,NSURLSession從13年發展到現在,終於迎來了它獨步江湖的時代.NSURLSession是蘋果在iOS7後為HTTP資料傳輸提供的一系列介面,比NSURLConnection強大,坑少。
一、NSURLSession的簡介
1.NSURLSession的建立
（1）使用shareSession返回session的單例，建立會話物件
NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession];
（2）使用NSURLSessionConfiguration來配置session，NSURLSessionConfiguration物件用於初始化NSURLSession物件，展開請求級別中與NSMutableURLRequet相關的方案NSURLSessionConfiguration對於會話如何產生請求，提供了相當多的控制和靈活性。從網路訪問效能，到cookie，安全性，快取策略，自定義協議，啟動事件設定，以及用於移動裝置優化的幾個新屬性，你會發現你一直在尋找的，正是NSURLSessionConfiguration。配置在初始化時被讀取一次，之後都是不會變化的。

       + defaultSessionConfiguration返回標準配置，這實際上與NSURLConnection的網路協議棧是一樣的，具有相同的共享NSHTTPCookieStorage，共享NSURLCache和共享NSURLCredentialStorage。
      + ephemeralSessionConfiguration返回一個預設配置，沒有永續性儲存的快取，Cookie或證書。這對於實現像祕密瀏覽功能的功能來說，是很理想的。
       + backgroundSessionConfiguration：獨特之處在於，它會建立一個後臺會話。後臺會話不同於常規的，普通的會話，它甚至可以在應用程式掛起，退出，崩潰的情況下執行上傳和下載任務。初始化時指定的識別符號，被用於向任何可能在程序外恢復後臺傳輸的守護程序提供上下文。

建立和配NSURLSession的示例程式碼如下：

//預設型別的
    NSURLSessionConfiguration * defaultConfiguration = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
    //即時型別的
    NSURLSessionConfiguration * ephemeralConfiguration = [NSURLSessionConfiguration ephemeralSessionConfiguration];
    //後臺型別的
    NSURLSessionConfiguration * backgroundConfiguration = [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:@"SessionId"
 
];

    //建立並設定session
    NSURLSession * defaultSession = [NSURLSession sessionWithConfiguration:defaultConfiguration];
    NSURLSession * ephemeralSession = [NSURLSession sessionWithConfiguration:ephemeralConfiguration];
    NSURLSession * backgroundSession = [NSURLSession sessionWithConfiguration:backgroundConfiguration];

（3）NSURLSession的優勢
＊它支援http2.0
＊支援後臺上傳／下載，下載時是多執行緒非同步處理，處理任務時直接把資料下載到磁碟上
＊提供全域性的session並且可以統一配置
＊同一個session傳送多個請求，只需建立一次連線(複用TCP)

2、NSURLSessionTask
NSURLSessionTask是一個抽象類，使用時應該使用它的子類；NSURLSessionTask有兩個子類，
（1）NSURLSessionDataTask，可以用來處理一般的網路請求，如GET、POST，它的子類NSURLSessionUploadTask多用來處理上傳請求。
（2）NSURLSessionDownloadTask，主要用來處理下載請求。
3、下載任務
（1）NSURLConnection檔案下載
對於小檔案的下載，直接使用sendAsynchronousRequest:queue:completionHandler:傳送一個非同步的get請求，回撥的data就是下載的內容，它放在記憶體中；這種下載方式簡單，是一次性將下載內容下載完，適用於小檔案的下載。如果下載大檔案，一次性下載完，記憶體會爆。
NSURLConnection下載大檔案主要是使用它的代理方法，其中didReceiveData代理方法用來接受資料，他會被頻繁呼叫，每次傳回來一部分data，我們只需定義一個全域性的NSMutableData（在didReceiveResponse接受到響應時初始化），在didReceiveData中拼接，最後在connectionDidFinishLoading中將整個NSMutableData寫入到沙盒中。
注意：通常大檔案下載是需要給使用者展示下載進度的。
這個數值是： 已經下載的資料大小/要下載的檔案總大小。已經下載的資料我們可以記錄，要下載的檔案總大小在伺服器返回的響應頭裡面可以拿到，在接受到響應的方法裡執行

NSHTTPURLResponse *res = (NSHTTPURLResponse*)response;

    NSDictionary *headerDic = res.allHeaderFields;
    NSLog(@"%@",headerDic);
    self.fileLength = [[headerDic objectForKey:@"Content-Length"] intValue];

不得不說蘋果太為開發者考慮了，我們不必這麼麻煩的去獲取檔案總大小了，
response.expectedContentLength 這句程式碼就搞定了。
response.suggestedFilename 這句代表獲取下載的檔名

但是，上述的處理方法會出現記憶體問題，應為用來接受檔案的NSmutableData一直在記憶體中，所以隨著檔案的下載記憶體會一直變大，解決的方法是獲取到一部分data時就寫入到沙盒，然後釋放記憶體中的data

斷點下載

NSURLConnection 提供了一個cancel方法，這並不是暫停，而是取消下載任務。如果要實現斷點下載必須要了解HTTP協議中請求頭的Range。
這裡寫圖片描述
不難看出，通過設定請求頭的Range我們可以指定下載的位置、大小。
那麼我們這樣設定bytes=500- 從500位元組以後的所有位元組,
只需要在didReceiveData中記錄已經寫入沙盒中檔案的大小（self.currentLength），把這個大小設定到請求頭中，因為第一次下載肯定是沒有執行過didReceive方法，self.currentLength也就為0，也就是從頭開始下。

#pragma mark --按鈕點選事件

- (IBAction)btnClicked:(UIButton *)sender {

    // 狀態取反
    sender.selected = !sender.isSelected;

    // 斷點續傳
    // 斷點下載

    if (sender.selected) { // 繼續（開始）下載
        // 1.URL
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://localhost:8080//term_app/hdgg.zip"];

        // 2.請求
        NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];

        // 設定請求頭
        NSString *range = [NSString stringWithFormat:@"bytes=%lld-", self.currentLength];
        [request setValue:range forHTTPHeaderField:@"Range"];

        // 3.下載
        self.connection = [NSURLConnection connectionWithRequest:request delegate:self];
    } else { // 暫停

        [self.connection cancel];
        self.connection = nil;
    }

在下載過程中，為了提高效率，充分利用cpu效能，通常會執行多執行緒下載，程式碼就不貼了，分析一下思路：
下載開始，建立一個和要下載的檔案大小相同的檔案（如果要下載的檔案為100M，那麼就在沙盒中建立一個100M的檔案，然後計算每一段的下載量，開啟多條執行緒下載各段的資料，分別寫入對應的檔案部分）。

(2)NSURLSession下載
使用NSURLSessionDownload不需要考慮邊下載，邊寫入沙盒的問題了，因為蘋果為我們做好了，呼叫downloadTaskWithURL:completionHandler:^(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error)即可。

NSURL* url = [NSURL URLWithString:@"http://dlsw.baidu.com/sw-search-sp/soft/9d/25765/sogou_mac_32c_V3.2.0.1437101586.dmg"];

    // 得到session物件
    NSURLSession* session = [NSURLSession sharedSession];

    // 建立任務
    NSURLSessionDownloadTask* downloadTask = [session downloadTaskWithURL:url completionHandler:^(NSURL *location, NSURLResponse *response, NSError *error) {

    }];
    // 開始任務
    [downloadTask resume];

回撥中的location是下載好的檔案寫入到沙盒temp中的地址，因為temp中的檔案會自動刪除，所以我們要在回撥中把檔案移到cache中。

NSString *caches = [NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSCachesDirectory, NSUserDomainMask, YES) lastObject];
        // response.suggestedFilename ： 建議使用的檔名，一般跟伺服器端的檔名一致
        NSString *file = [caches stringByAppendingPathComponent:response.suggestedFilename];

        // 將臨時檔案剪下或者複製Caches資料夾
        NSFileManager *mgr = [NSFileManager defaultManager];

        // AtPath : 剪下前的檔案路徑
        // ToPath : 剪下後的檔案路徑
        [mgr moveItemAtPath:location.path toPath:file error:nil];

缺點：不過通過這種方式下載有個缺點就是無法監聽下載進度，要監聽下載進度，蘋果通常的作法是通過delegate，要遵
- (void)URLSession:(NSURLSession )session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask )downloadTask didWriteData:(int64_t)bytesWritten totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite方法可以監聽下載進度

#pragma mark -- NSURLSessionDownloadDelegate
/**
 *  下載完畢會呼叫
 *
 *  @param location     檔案臨時地址
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location
{
}
/**
 *  每次寫入沙盒完畢呼叫
 *  在這裡面監聽下載進度，totalBytesWritten/totalBytesExpectedToWrite
 *
 *  @param bytesWritten              這次寫入的大小
 *  @param totalBytesWritten         已經寫入沙盒的大小
 *  @param totalBytesExpectedToWrite 檔案總大小
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite
{
    self.pgLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"下載進度:%f",(double)totalBytesWritten/totalBytesExpectedToWrite];
}

/**
 *  恢復下載後呼叫，
 */
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes
{

}

斷點續傳
用NSURLSessionDownloadTask做斷點下載也很簡單，我們先了解一下任務的取消方法
斷點續傳—
斷點續傳涉及到的類和方法
　　NSURLSessionDownloadTask：
　　- (void) suspend; 暫停 ，可以恢復
　　- (void) cancel; 取消，不可以恢復
　　- (void) cancelByProducingResumeData:^(NSData * _Nullable resumeData) : ; 取消的任務
　　- (void) resume; 在建立新的任務下resume，相當於重新啟動任務

注意：（1）如果使用suspend方法暫停下載，因為是可恢復的，那麼對應的下載任務物件是唯一的。使用的時候suspend要和resume成對使用，都是同一個NSURLSessionDownloadTask呼叫的物件方法。
　 　 （2）如果使用cancel，就相當於同時將NSURLSessionDwonloadTask任務也被取消了。所以如果要重新下載就需要重新建立NSURLSessionDownloadTask物件，而且，下載的內容不是重頭開始
（3）如果使用cancel是無法恢復下載，但是為了能夠恢復下載就只能用 cancelByProducingResumeData:^(NSData * _Nullable resumeData)方法，其中這個方法中的resumeData儲存的是之前已經下載好的資料相關的資訊：檔名，儲存位置，已經下載好的資料的長度等資訊，並不是下載的資料本身。恢復下載也是需要通過這個resumeData來恢復，然後繼續下載。同時也要重新建立下載任務物件NSURLSessionDownloadTask。

 - (void)cancelByProducingResumeData:(void (^)(NSData *resumeData))completionHandler;

取消操作以後會呼叫一個Block，並傳入一個resumeData，該引數包含了繼續下載檔案的位置資訊。也就是說，當你下載了10M得檔案資料，暫停了。那麼你下次繼續下載的時候是從第10M這個位置開始的，而不是從檔案最開始的位置開始下載。因而為了儲存這些資訊，所以才定義了這個NSData型別的這個屬性：resumeData。這個data只包含了url跟已經下載了多少資料，不會很大，不用擔心記憶體問題。另外,session還提供了通過resumeData來建立任務的方法

   - (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData;

我們只需要在取消操作的回撥中記錄好resumeData，然後在恢復下載的適合通過上面的方法建立任務就好了，相比NSURLconnection簡單太多了。

關於檔案下載與暫停的分析
當使用NSURLSessionDownloadTask進行下載的時候，系統會在cache資料夾下建立一個下載的路徑，路徑下會有一個以”CFNetworking”打頭的.tmp檔案(以下簡稱”下載檔案”防止混淆),這個就是我們正在下載中的檔案。而當我們呼叫了cancelByProducingResumeData:方法後，會得到一個data檔案,通過String格式化後，發現是一個XML檔案，裡面包含了關於.tmp檔案的一些關鍵點的描述,包括”Range”,”key”,”下載檔案的路徑”等等.而原本存在於download檔案下的下載檔案，則被移動到了系統tmp資料夾目錄下.而當我們再次進行resume操作的時候，下載檔案則又被移回到了download資料夾下。

關於程式被殺掉的斷點續傳resumeData
根據上面的分析,基本可以得到以下結論:
1.DownloadTask每次進行斷點續傳的時候,會根據data檔案中的”路徑Key”去尋找下載檔案,然後校驗後再根據”Range”屬性去進行斷點續傳。
2.download資料夾中存放的只會是下載中的檔案,一旦暫停就會被移動到tmp資料夾下。
3.每個暫停得到的data檔案，與下載檔案一一對應。
3.斷點續傳只與tmp資料夾中的檔案有關。
　　使用NSURLSessionDataTask可以很輕鬆實現斷點續傳，可是有個致命的缺點就是無法進行後臺下載，一點應用程式進入了後臺，便會停止下載。所以無法滿足我們的需求。而NSURLSessionDownloadTask是唯一可以實現後臺下載的類，所以我們只能從這個類進行下手了。

四、進行後臺下載任務
NSURLSession最大的優勢在於其後臺下載的靈活性，使用如下的程式碼進行後臺資料下載：

 NSURLSessionConfiguration * backgroundConfiguration = [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:@"com.zyprosoft.backgroundsession"];
    NSURLRequest * request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"]];
    NSURLSession *  backgroundSession   = [NSURLSession sessionWithConfiguration:backgroundConfiguration delegate:self delegateQueue:nil];
    [[backgroundSession downloadTaskWithRequest:request]resume];

在下面的回撥方法中可以進行下載進度的監聽：

- (void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask didWriteData:(int64_t)bytesWritten totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite
{
    NSLog(@"######");
}

如果在下載過程中點選Home鍵使應用程式進入後臺，NSURLSession的相關代理方法將不再被回撥，但是下載任務依然在進行，當後臺下載完成後會與AppDelegate進行互動，會呼叫AppDelegate中的如下方法：

-(void)application:(UIApplication *)application handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier completionHandler:(void (^)())completionHandler{
    NSLog(@"1111");
}

之後應用程式在後臺會呼叫NSURLSesstion代理的如下方法來通知下載結果：

//此方法無論成功失敗都會呼叫
-(void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didCompleteWithError:(NSError *)error{
    NSLog(@"完成：error%@",error);
}
//此方法只有下載成功才會呼叫 檔案放在location位置
-(void)URLSession:(NSURLSession *)session downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location{

}

最後將呼叫NSURLSesstion的如下方法：

-(void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session
{

    NSLog(@"All tasks are finished");

}

程式碼：
https://github.com/onebutterflyW/HFDownLoad
https://github.com/onebutterflyW/NSURLSession：中包含三個工程
NSURLSession-master是NSURLSession的簡單使用，資料的上傳下載
WMNSURLSessionHelper是封裝的NSURLSession的幫助類，使用completionHandler一次性處理所有資料
SimpleBackgroundTransfer是apple官方後臺下載的例子

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