CFNetwork的介绍和使用

CFNetwork背景简介

CFNetwork是ISO中一个比较底层的网络框架,C语言编写,可以控制一些更底层的东西,如各种常用网络协议、socket通讯等,我们通常使用的NSURL则更倾向于API数据请求等,虽然框架也提供了一些操作,但是远不如CFNetwork丰富。CFNetwork已经接近于UNIX系统的socket通信了,使用CFHttpMessageRef进行HTTP连接的好处就是控制的粒度更细了,例如你可以设置SSL连接的PeerName,证书验证的方式,还可以控制每个响应包的接收。不过CFNetwork本质上还是应用层上的封装的通用API。使用者可以不用关心底层协议的实际细节。下图是CFNetwork在iOS系统中的位置(图片来源于官方文档)。

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由上图可以看出目前iOS的网络编程分四层:

  • WebKit:属于Cocoa层,苹果很多地方用到的页面渲染引擎WKWebview;

  • NSURL:也属于Cocoa层,对各类URL请求的封装(NSURLRequest);

  • CFNetwork:属于Core Foundation层,基于C的封装,同样的还有CFNetServices(write/readstream);

  • BSD sockets:属于OS层,也是基于C的封装;

CFNetwork结构

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上图也是官方文档的图片,描述了CFNetwork的结构,下面逐一讲解。

CFSocket API

Socket是网络通讯的底层基础,两个socket端口可以互发数据。我们通常使用的是BSD socket,CFSocket则是BSD socket的抽象,基本上实现了几乎所有BSD socket的功能,并且还融入了run loop。

CFStream API

CFStream API提供了数据读写的方法,即读写流,使用它可以为内存、文件、网络(使用socket)的数据建立stream,我们进行网络请求就是对数据的读写,CFStream提供API对两种CFType对象提供抽象:CFReadStream and CFWriteStream。它同时也是CFHTTP和CFFTP的基础。stream有一个很重要的特性就是一旦数据流被提供或者被消耗,就不能从流中重新取出。比如这样

uint8_t d[1024] = {0};
//循环条件:流中是否有可用数据(被读过的数据不可用了)
while ([self.inputStream hasBytesAvailable]) {
//读取相应长度的数据数据
NSInteger len = [self.inputStream read:d maxLength:1024];
//如果读取到数据,便将数据快拼接
if (len > 0 && !self.inputStream.streamError) {
[data appendBytes:(void *)d length:len];
} else {
break;
}
}
CFFTP API

对用FTP协议通信的封装,能下载、上传文件和目录到FTP服务器。CFFTP建立的连接可以是同步或者异步,此次不做详解。

CFHTTP API

是HTTP协议的抽象,主要对象是CFHTTPMessageRef(类似于我们通常的NSURLRequest)我们需要像构建NSURLRequest那样来构建CFHTTPMessageRef,同样包含一下几个元素

  • 必须元素

    • 请求方法 (类型为CFStringRef):POST、GET、DELETE等..

    • 请求的URL地址 (类型为CFURLRef):https://www.baidu.com

    • 请求的HTTP版本(类型为CFStringRef):通常使用kCFHTTPVersion1_1

    • kCFAllocatorDefault:用于创建消息引用的指定默认的系统内存分配器。

  • 可选参数

    • body体(类型为CFDataRef)

CFHTTPMessageSetBody(CFHTTPMessageRef message, CFDataRef bodyData) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);
  • 消息头部,如User-Agent等;
CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue(CFHTTPMessageRef message, CFStringRef headerField, CFStringRef __nullable value) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);

CFNetwork请求过程

1:构造并创建CFHTTPMessageRef对象
//构造的方式上一步已讲
CFHTTPMessageCreateRequest(CFAllocatorRef __nullable alloc, CFStringRef requestMethod, CFURLRef url, CFStringRef httpVersion) CF_AVAILABLE(10_1, 2_0);
2:使用CFHTTPMessageRef对象创建输入流
//第一个参数传默认
CFReadStreamCreateForHTTPRequest(CFAllocatorRef __nullable alloc, CFHTTPMessageRef request) CF_DEPRECATED(10_2, 10_11, 2_0, 9_0, "Use NSURLSession API for http requests");
3:适配SNI环境(一个 IP 地址上可以为不同域名分配使用不同的 SSL 证书;这同时意味着,共享 IP 的虚拟主机也可实现 SSL/TLS 连接。)

因为配置sni环境的所有配置都是基于输入流来操作,所以我们构建完成输入流之后来处理sni,像这样

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

4:打开输入流

打开输入流分为两步

  • 设置代理:[self.inputStream setDelegate:weakSelf]
  • 加入当前的runloop:

    [_inputStream removeFromRunLoop:self.runloop forMode:[self runloopMode]];
  • 调用Open方法

5:收到代理数据回调
- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode;

其中分为几个状态

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

通常我们会关心NSStreamEventOpenCompleted、NSStreamEventHasBytesAvailable、NSStreamEventErrorOccurred、
由于数据是以流的形式回来,我们需要在在NSStreamEventHasBytesAvailable下取出数据然后做数据拼接,拼接好完整的数据才可使用,像这样

 case NSStreamEventHasBytesAvailable:
{
UInt8 buffer[BUFFER_SIZE]; //设置缓存区
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;

循环结束后我们的resultData就是完整的返回数据了。

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