CFNetwork背景簡介

CFNetwork是ISO中一個比較底層的網(wǎng)絡(luò)框架，C語言編寫，可以控制一些更底層的東西，如各種常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、socket通訊等，我們通常使用的NSURL則更傾向于API數(shù)據(jù)請求等，雖然框架也提供了一些操作，但是遠不如CFNetwork豐富。CFNetwork已經(jīng)接近于UNIX系統(tǒng)的socket通信了，使用CFHttpMessageRef進行HTTP連接的好處就是控制的粒度更細了，例如你可以設(shè)置SSL連接的PeerName，證書驗證的方式，還可以控制每個響應(yīng)包的接收。不過CFNetwork本質(zhì)上還是應(yīng)用層上的封裝的通用API。使用者可以不用關(guān)心底層協(xié)議的實際細節(jié)。下圖是CFNetwork在iOS系統(tǒng)中的位置(圖片來源于官方文檔)。

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由上圖可以看出目前iOS的網(wǎng)絡(luò)編程分四層：

• WebKit：屬于Cocoa層，蘋果很多地方用到的頁面渲染引擎WKWebview；

• NSURL：也屬于Cocoa層，對各類URL請求的封裝(NSURLRequest)；

• CFNetwork：屬于Core Foundation層，基于C的封裝，同樣的還有CFNetServices(write/readstream)；

• BSD sockets：屬于OS層，也是基于C的封裝；

CFNetwork結(jié)構(gòu)

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上圖也是官方文檔的圖片，描述了CFNetwork的結(jié)構(gòu)，下面逐一講解。

CFSocket API

Socket是網(wǎng)絡(luò)通訊的底層基礎(chǔ)，兩個socket端口可以互發(fā)數(shù)據(jù)。我們通常使用的是BSD socket，CFSocket則是BSD socket的抽象，基本上實現(xiàn)了幾乎所有BSD socket的功能，并且還融入了run loop。

CFStream API

CFStream API提供了數(shù)據(jù)讀寫的方法，即讀寫流，使用它可以為內(nèi)存、文件、網(wǎng)絡(luò)（使用socket）的數(shù)據(jù)建立stream，我們進行網(wǎng)絡(luò)請求就是對數(shù)據(jù)的讀寫，CFStream提供API對兩種CFType對象提供抽象：CFReadStream and CFWriteStream。它同時也是CFHTTP和CFFTP的基礎(chǔ)。stream有一個很重要的特性就是一旦數(shù)據(jù)流被提供或者被消耗，就不能從流中重新取出。比如這樣

uint8_t d[1024] = {0};
//循環(huán)條件：流中是否有可用數(shù)據(jù)(被讀過的數(shù)據(jù)不可用了)
while ([self.inputStream hasBytesAvailable]) {
    //讀取相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)
    NSInteger len = [self.inputStream read:d maxLength:1024];
    //如果讀取到數(shù)據(jù)，便將數(shù)據(jù)快拼接
    if (len > 0 && !self.inputStream.streamError) {
        [data appendBytes:(void *)d length:len];
    } else {
        break;
    }
}

CFFTP API

對用FTP協(xié)議通信的封裝，能下載、上傳文件和目錄到FTP服務(wù)器。CFFTP建立的連接可以是同步或者異步，此次不做詳解。

CFHTTP API

是HTTP協(xié)議的抽象，主要對象是CFHTTPMessageRef(類似于我們通常的NSURLRequest)我們需要像構(gòu)建NSURLRequest那樣來構(gòu)建CFHTTPMessageRef，同樣包含一下幾個元素

• 必須元素

  • 請求方法 (類型為CFStringRef)：POST、GET、DELETE等..

  • 請求的URL地址 (類型為CFURLRef)：https://www.baidu.com

  • 請求的HTTP版本(類型為CFStringRef)：通常使用kCFHTTPVersion1_1

  • kCFAllocatorDefault：用于創(chuàng)建消息引用的指定默認的系統(tǒng)內(nèi)存分配器。

• 可選參數(shù)

  • body體(類型為CFDataRef)

CFHTTPMessageSetBody(CFHTTPMessageRef message, CFDataRef bodyData) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);

• 消息頭部，如User-Agent等；

CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue(CFHTTPMessageRef message, CFStringRef headerField, CFStringRef __nullable value) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);

CFNetwork請求過程

1：構(gòu)造并創(chuàng)建CFHTTPMessageRef對象

//構(gòu)造的方式上一步已講
CFHTTPMessageCreateRequest(CFAllocatorRef __nullable alloc, CFStringRef requestMethod, CFURLRef url, CFStringRef httpVersion) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);

2：使用CFHTTPMessageRef對象創(chuàng)建輸入流

//第一個參數(shù)傳默認
CFReadStreamCreateForHTTPRequest(CFAllocatorRef __nullable alloc, CFHTTPMessageRef request) CF_DEPRECATED(10_2, 10_11, 2_0, 9_0, "Use NSURLSession API for http requests");

3：適配SNI環(huán)境（一個 IP 地址上可以為不同域名分配使用不同的 SSL 證書；這同時意味著，共享 IP 的虛擬主機也可實現(xiàn) SSL/TLS 連接。）

因為配置sni環(huán)境的所有配置都是基于輸入流來操作，所以我們構(gòu)建完成輸入流之后來處理sni，像這樣

[self.inputStream setProperty:NSStreamSocketSecurityLevelNegotiatedSSL forKey:NSStreamSocketSecurityLevelKey];
//請求的URL的Host
NSDictionary *sslProperties = @{ (__bridge id) kCFStreamSSLPeerName : host };
[self.inputStream setProperty:sslProperties forKey:(__bridge_transfer NSString *) kCFStreamPropertySSLSettings];

4：打開輸入流

打開輸入流分為兩步

• 設(shè)置代理：[self.inputStream setDelegate:weakSelf]
• 加入當(dāng)前的runloop：

[_inputStream removeFromRunLoop:self.runloop forMode:[self runloopMode]];

• 調(diào)用Open方法

5：收到代理數(shù)據(jù)回調(diào)

- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode;

其中分為幾個狀態(tài)

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSStreamEvent) {
    NSStreamEventNone = 0,
    NSStreamEventOpenCompleted = 1UL << 0,
    NSStreamEventHasBytesAvailable = 1UL << 1,
    NSStreamEventHasSpaceAvailable = 1UL << 2,
    NSStreamEventErrorOccurred = 1UL << 3,
    NSStreamEventEndEncountered = 1UL << 4
};

通常我們會關(guān)心NSStreamEventOpenCompleted、NSStreamEventHasBytesAvailable、NSStreamEventErrorOccurred、
由于數(shù)據(jù)是以流的形式回來，我們需要在在NSStreamEventHasBytesAvailable下取出數(shù)據(jù)然后做數(shù)據(jù)拼接，拼接好完整的數(shù)據(jù)才可使用，像這樣

 case NSStreamEventHasBytesAvailable:
{
    UInt8 buffer[BUFFER_SIZE]; //設(shè)置緩存區(qū)
    NSInteger numBytesRead = 0;
    NSInputStream *inputstream = (NSInputStream *) aStream;
    // Read data
    do {
        numBytesRead = [inputstream read:buffer maxLength:sizeof(buffer)];
        if (numBytesRead > 0) {
            [self.resultData appendBytes:buffer length:numBytesRead];
        }
    } while (numBytesRead > 0);
}
break;

循環(huán)結(jié)束后我們的resultData就是完整的返回數(shù)據(jù)了。