【原】AFNetworking源码阅读（二）

【原】AFNetworking源码阅读（二）

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1. 前言

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上一篇中我们在iOS Example代码中提到了AFHTTPSessionManager中的一个函数：

- (nullable NSURLSessionDataTask *)GET:(NSString *)URLString
                            parameters:(nullable id)parameters
                              progress:(nullable void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgress
                               success:(nullable void (^)(NSURLSessionDataTask *task, id _Nullable responseObject))success
                               failure:(nullable void (^)(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError *error))failure;

这个函数作用其实看函数名就明白了- 使用GET类型的Request来创建并运行一个NSURLSessionDataTask。

2. dataTaskWithHTTPMethod

具体我们看函数实现：

NSURLSessionDataTask *dataTask = [self dataTaskWithHTTPMethod:@"GET"
                                                    URLString:URLString
                                                   parameters:parameters
                                               uploadProgress:nil
                                             downloadProgress:downloadProgress
                                                      success:success
                                                      failure:failure];

[dataTask resume];

return dataTask;

• 使用dataTaskWithHTTPMethod方法创建了一个NSURLSessionDataTask
• 调用NSURLSessionDataTask的resume来开启这个session task

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• 知识点：session task的几种状态的操作函数
  • suspend -- 可以让当前的任务暂停
  • resume ---- 方法不仅可以启动任务,还可以唤醒suspend状态的任务
  • cancel ----- 方法可以取消当前的任务,你也可以向处于suspend状态的任务发送cancel消息,任务如果被取消便不能再恢复到之前的状态.

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• 最后返回这个task

我们很自然想到了，所有的关键都在dataTaskWithHTTPMethod这个函数。我们先不慌看这个函数的具体实现，先穷尽到这个函数的所有调用。我们已经知道这个函数是创建一个NSURLSessionDataTask，而系统提供给我们创建NSURLSessionDataTask的方法，有两个：

1. 1.–dataTaskWithRequest:
2. 2.–dataTaskWithRequest:completionHandler:

好，那我们就沿着这个线索一直找下去，一直找到有这两个函数使用的地方。追踪溯源，还真找到了这样一条函数调用栈。

上图可以看出GET、HEAD、POST、PUT、PATCH、DELETE这些方法实现的不同之处只在于调用dataTaskWithHTTPMethod:传递的method名称不同。另外在调用dataTaskWithRequest:时候，其实已经在上一级函数dataTaskWithHTTPMethod:中构建好了一个NSMutableURLRequest类型的request。所以我们主要研究dataTaskWithHTTPMethod:函数实现。

dataTaskWithHTTPMethod函数的实现主要分两部分，一部分是构建NSMutableURLRequest，另一部分是根据已构建好的Request来构建NSURLSessionDataTask。

2.1 构建NSMutableURLRequest

此处构建request分为两个部分：

1. 1.先调用AFHTTPRequestSerializer的requestWithMethod函数构建request
2. 2.处理request构建产生的错误 – serializationError

2.1.1 requestWithMethod构建request

先直接暴力列出requestWithMethod的函数声明（注：requestWithMethod是AFHTTPRequestSerializer的一个成员函数，并且AFHTTPRequestSerializer遵循AFURLRequestSerialization协议）

/**
 使用指定的HTTP method和URLString来构建一个NSMutableURLRequest对象实例

 如果method是GET、HEAD、DELETE，那parameter将会被用来构建一个基于url编码的查询字符串（query url）
 ，并且这个字符串会直接加到request的url后面。对于其他的Method，比如POST/PUT，它们会根
 据parameterEncoding属性进行编码，而后加到request的http body上。
 @param method request的HTTP methodt，比如 `GET`, `POST`, `PUT`, or `DELETE`. 该参数不能为空
 @param URLString 用来创建request的URL
 @param parameters 既可以对method为GET的request设置一个查询字符串(query string)，也可以设置到request的HTTP body上
 @param error 构建request时发生的错误

 @return  一个NSMutableURLRequest的对象
 */
- (NSMutableURLRequest *)requestWithMethod:(NSString *)method
                                 URLString:(NSString *)URLString
                                parameters:(nullable id)parameters
                                     error:(NSError * _Nullable __autoreleasing *)error;

接着我们来看requestWithMethod的具体实现：

• 第一步：进行url转化和参数化断言

NSParameterAssert(method);
NSParameterAssert(URLString);

NSURL *url = [NSURL URLWithString:URLString];

NSParameterAssert(url);

其中NSParameterAssert(method) <=> NSParameterAssert(method != nil)，同理NSParameterAssert(URLString)和NSParameterAssert(url)也一样。这里NShipster给出了一个金科玉律：

方法或函数应当在代码最开始处使用 NSParameterAssert / NSCParameterAssert 来强制输入的值满足先验条件，这是一条金科玉律；其他情况下使用 NSAssert / NSCAssert。

• 第二步：使用url构建并初始化NSMutableURLRequest，然后设置HTTPMethod

NSMutableURLRequest *mutableRequest = [[NSMutableURLRequest alloc] initWithURL:url];
mutableRequest.HTTPMethod = method;

• 第三步：给NSMutableURLRequest自带的属性赋值

NSURLRequest/NSMutableURLRequest需要赋值的属性可以在AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths()中找到，我们可以进去看一下：

// 定义了一个static的方法，表示该方法只能在本文件中使用
// 函数整体上使用了单例模式
static NSArray * AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths() {
    static NSArray *_AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    // 此处需要observer的keypath为allowsCellularAccess、cachePolicy、HTTPShouldHandleCookies
    // HTTPShouldUsePipelining、networkServiceType、timeoutInterval
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths = @[NSStringFromSelector(@selector(allowsCellularAccess)), NSStringFromSelector(@selector(cachePolicy)), NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldHandleCookies)), NSStringFromSelector(@selector(HTTPShouldUsePipelining)), NSStringFromSelector(@selector(networkServiceType)), NSStringFromSelector(@selector(timeoutInterval))];
    });

    return _AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths;
}

简单介绍下上面添加的keypath：

/**
 是否允许使用设备的蜂窝移动网络来创建request，默认为允许:
 */
@property (nonatomic, assign) BOOL allowsCellularAccess;

/**
 创建的request所使用的缓存策略，默认使用`NSURLRequestUseProtocolCachePolicy`，该策略表示 
 如果缓存不存在，直接从服务端获取。如果缓存存在，会根据response中的Cache-Control字段判断
 下一步操作，如: Cache-Control字段为must-revalidata, 则 询问服务端该数据是否有更新，无更新话
 直接返回给用户缓存数据，若已更新，则请求服务端.
 */
@property (nonatomic, assign) NSURLRequestCachePolicy cachePolicy;

/**
 如果设置HTTPShouldHandleCookies为YES，就处理存储在NSHTTPCookieStore中的cookies
 HTTPShouldHandleCookies表示是否应该给request设置cookie并随request一起发送出去
 */
@property (nonatomic, assign) BOOL HTTPShouldHandleCookies;

/**
 HTTPShouldUsePipelining表示receiver(理解为iOS客户端)的下一个信息是否必须等到上一个请求回复才能发送。
 如果为YES表示可以，NO表示必须等receiver收到先前的回复才能发送下个信息。
 */
@property (nonatomic, assign) BOOL HTTPShouldUsePipelining;

/**
 设定request的network service类型. 默认是`NSURLNetworkServiceTypeDefault`.
 这个network service是为了告诉系统网络层这个request使用的目的
 比如NSURLNetworkServiceTypeVoIP表示的就这个request是用来请求网际协议通话技术(Voice over IP)。

 系统能根据提供的信息来优化网络处理，从而优化电池寿命，网络性能等等
 */
@property (nonatomic, assign) NSURLRequestNetworkServiceType networkServiceType;

/**
 超时机制，默认60秒
 */
@property (nonatomic, assign) NSTimeInterval timeoutInterval;

然后通过判断mutableObservedChangedKeyPaths（NSMutableSet）中是否有这个keyPath，来设定mutableRequest对应的keyPath值。

for (NSString *keyPath in AFHTTPRequestSerializerObservedKeyPaths()) {
    if ([self.mutableObservedChangedKeyPaths containsObject:keyPath]) {
        [mutableRequest setValue:[self valueForKeyPath:keyPath] forKey:keyPath];
    }
}

至于mutableObservedChangedKeyPaths是什么，我们可以在AFURLRequestSerialization文件中的observeValueForKeyPath函数中得到答案。整个过程是这样的：

关键就是在哪里会产生keypath的值变化了的消息？

也就是说你只要使用了keyPath对应的的setter方法，就会响应observerValueForKeyPath这个方法，从而将对应的keyPath添加到了mutableObservedChangedKeyPaths。至于添加keyPath到observer中，那是在AFHTTPRequestSerializer的init中干的活：

1. 第四步：将传入的parameters进行编码，并添加到request中

此过程主要集中在requestBySerializingRequest这个函数中。在介绍requestBySerializingRequest之前，先简单介绍下，为什么会有这个函数的存在？

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引用自AFNetworking2.0源码解析<二> ：

一般我们请求都会按key=value的方式带上各种参数，GET方法参数直接加在URL上，POST方法放在body上，NSURLRequest没有封装好这个参数的解析，只能我们自己拼好字符串。AFNetworking提供了接口，让参数可以是NSDictionary, NSArray, NSSet这些类型，再由内部解析成字符串后赋给NSURLRequest。

转化过程大致是这样的：

@{ 
     @"name" : @"bang", 
     @"phone": @{@"mobile": @"xx", @"home": @"xx"}, 
     @"families": @[@"father", @"mother"], 
     @"nums": [NSSet setWithObjects:@"1", @"2", nil] 
} 
-> 
@[ 
     field: @"name", value: @"bang", 
     field: @"phone[mobile]", value: @"xx", 
     field: @"phone[home]", value: @"xx", 
     field: @"families[]", value: @"father", 
     field: @"families[]", value: @"mother", 
     field: @"nums", value: @"1", 
     field: @"nums", value: @"2", 
] 
-> 
name=bang&phone[mobile]=xx&phone[home]=xx&families[]=father&families[]=mother&nums=1&num=2

或者看下面这段解释：

比如说我定义了下面这个parameter：

NSString *URLString = @"http://example.com";
NSDictionary *parameters = @{@"foo": @"bar", @"baz": @[@1, @2, @3]};

使用GET方式，最后得到的request是这样的：

[[AFHTTPRequestSerializer serializer] requestWithMethod:@"GET" URLString:URLString parameters:parameters error:nil];

GET http://example.com?foo=bar&baz[]=1&baz[]=2&baz[]=3

或者使用POST方式，最后得到的request是这样的：

[[AFHTTPRequestSerializer serializer] requestWithMethod:@"POST" URLString:URLString parameters:parameters];

POST http://example.com/
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

foo=bar&baz[]=1&baz[]=2&baz[]=3

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requestBySerializingRequest也分为三个部分：

• requestBySerializingRequest函数 - 第一部分

设置request的http header field：

[self.HTTPRequestHeaders enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id field, id value, BOOL * __unused stop) {
    if (![request valueForHTTPHeaderField:field]) {
        [mutableRequest setValue:value forHTTPHeaderField:field];
    }
}];

这里关于http header field的值都存放在了HTTPRequestHeaders中了。至于HTTPRequestHeaders的设置，是在多个函数中都有设置的。此处就不一一赘述，后面遇到会详解。

• requestBySerializingRequest函数 - 第二部分

根据parameter来构建查询字符串，这里一开始parameter如下：

Printing description of parameters:
{
    baz =     (
        1,
        2,
        3
    );
    foo = bar;
}

经过构建后，得到query为(这个例子中的构建方式使用的是AFQueryStringFromParameters()函数)：

Printing description of query:
baz[]=1&baz[]=2&baz[]=3&foo=bar

事实上代码中有两种构建query的方式：

其中一种就是，如果自定义了queryStringSerialization（AFQueryStringSerializationBlock的block变量）。那么就使用自定义的queryStringSerialization构建方式（此方法在AFNetworking的test中用的比较多）

还有一种就是上面的那个AFQueryStringFromParameters()函数，我们可以看到AFQueryStringFromParameters的调用结构是下图这样的：

讲解的话，我觉得根据上图从后往前讲比较好：

首先看NSArray * AFQueryStringPairsFromKeyAndValue(NSString *key, id value)这个函数

该函数首先定义了一个NSSortDescriptor *sortDescriptor：

// 根据需要排列的对象的description来进行升序排列，并且selector使用的是compare:
// 因为对象的description返回的是NSString，所以此处compare:使用的是NSString的compare函数
// 即@[@"foo", @"bar", @"bae"] ----> @[@"bae", @"bar",@"foo"]
NSSortDescriptor *sortDescriptor = [NSSortDescriptor sortDescriptorWithKey:@"description" ascending:YES selector:@selector(compare:)];

接着会对value的类型进行判断，有NSDictionary、NSArray、NSSet类型。不过有人就会问了，在AFQueryStringPairsFromDictionary中给AFQueryStringPairsFromKeyAndValue函数传入的value不是NSDictionary嘛？还要判断那么多类型干啥？对，问得很好，这就是AFQueryStringPairsFromKeyAndValue的核心----递归调用并解析，你不能保证NSDictionary的value中存放的是一个NSArray、NSSet。

既然是递归，那么就要有结束递归的情况，比如解析到最后，对应value是一个NSString，那么就得调用函数中最后的else语句：

else {
    [mutableQueryStringComponents addObject:[[AFQueryStringPair alloc] initWithField:key value:value]];
}

注意此处定义了一个AFQueryStringPair:

@interface AFQueryStringPair : NSObject
@property (readwrite, nonatomic, strong) id field;
@property (readwrite, nonatomic, strong) id value;
// ...
@end

而initWithField做的就是将key赋给field，value赋值给value。大家可以回头看一下最开始举的那个例子，就产生了对应的field-value。

接着回到AFQueryStringPairsFromDictionary函数，好像没啥好说的。再回到AFQueryStringFromParameters函数，这个函数就是把这些构建好的AFQueryStringPair一个个用&连接好。这里注意一点就是，此处会对AFQueryStringPair使用其URLEncodedStringValue函数做一定的处理，其实就是Percent-encoding（百分号编码）。

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知识点：百分号编码

根据RFC 3986，以下字符为保留字：

另外，在RFC 3989 – Section 3.4部分，“？”和“/”当作为URL中的query string的时候，不再当做保留字。

此处主要是通过stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters函数来给我们的string进行百分号编码的。其中stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters函数需要传入不需要百分号编码的字符集（也就是不包括上面说的保留字，即函数中构建的allowedCharacterSet）。另外，为了防止字符造成的问题，此处还需要使用rangeOfComposedCharacterSequencesForRange函数来处理字符长度。

举个例子，如果我传入的字符串为，那么最终得到的百分号编码的字符串为

poloby%3A%23mulberry%5B%5D%40%F0%9F%91%B4%F0%9F%8F%BB%F0%9F%91%AE%F0%9F%8F%BD

下图是保留字的百分号编码：

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所以事实上，上面最终生成的query url中，[]都会被%5B%5D所代替。

• requestBySerializingRequest函数 - 第三部分

最后判断该request中是否包含了GET、HEAD、DELETE（都包含在HTTPMethodsEncodingParametersInURI）。因为这几个method的quey是拼接到url后面的。而POST、PUT是把query拼接到http body中的。

如果method是GET、HEAD、DELETE等。最后将query合并到mutbleRequest的query url上。不过这里还是要分情况讨论，如果request的query url不为空，就在生成的query前拼接&字符，再拼接到原先的query url上，如果request的query url为空，就将生成的的query前拼接？字符，再拼接到request的url上

Printing description of mutableRequest:
<NSMutableURLRequest: 0x7f9a63f237c0> { URL: https://api.app.net/stream/0/posts/stream/global?baz%5B%5D=1&baz%5B%5D=2&baz%5B%5D=3&foo=bar }

如果method是POST、PUT等。最后将query设置到http body上。另外，在此之前，函数会判断request的Content-Type是否设置了，如果没有，就默认设置为application/x-www-form-urlencoded。

2.1.2 处理serializationError

生成request出错了怎么办？这里冒出了一个completionQueue，暂时不管它，因为我并不知道这个东西是怎么用的。一般的话，我们都是在main queue来执行自定义的failure函数处理error。

2.2 构建NSURLSessionDataTask

有了request后，就可以调用-[AFURLSessionManager dataTaskWithRequest:uploadProgress:downloadProgress:completionHandler:]来构建session data task。

同样地，dataTaskWithRequest函数也分为两个部分。第一部分是创建一个dataTask，第二个部分是调用addDelegateForDataTask这个函数，具体这个函数是做什么的，目前我也不是很清楚。

2.2.1 创建dataTask

使用了url_session_manager_create_task_safely(dispatch_block_t block)这个函数。这个函数主要的目的是为了解决iOS8之前的一个bug，详见https://github.com/AFNetworking/AFNetworking/issues/2093。在这个issue中，提问者建议版本小于iOS8的使用QUEUE_SERIAL的dispatch。所以才有了url_session_manager_create_task_safely这个函数，注意函数名中的create task和safely。由于在iOS8之后，这个bug被修复了，所以直接调用block()即可。

static void url_session_manager_create_task_safely(dispatch_block_t block) {
    if (NSFoundationVersionNumber < NSFoundationVersionNumber_With_Fixed_5871104061079552_bug) {
        // Fix of bug
        // Open Radar:http://openradar.appspot.com/radar?id=5871104061079552 (status: Fixed in iOS8)
        // Issue about:https://github.com/AFNetworking/AFNetworking/issues/2093
        dispatch_sync(url_session_manager_creation_queue(), block);
    } else {
        block();
    }
}

2.2.2 addDelegateForDataTask

字面上理解的话，就是给data task添加了一个delegate，而这个delegate的类型为AFURLSessionManagerTaskDelegate。为什么要给task加一个delegate?

我们看看AFURLSessionManagerTaskDelegate的定义：

@interface AFURLSessionManagerTaskDelegate : NSObject <NSURLSessionTaskDelegate, NSURLSessionDataDelegate, NSURLSessionDownloadDelegate>

这里我比较疑惑，NSURLSessionTaskDelegate, NSURLSessionDataDelegate, NSURLSessionDownloadDelegate这三个delegate应该NSURLSession的delegate，你这边出现了一个AFURLSessionManagerTaskDelegate也来实现这三个delegate是几个意思？我猜测这里是不是一种分离的代码的方式，就是说把NSURLSession的delegate的实现分离出来给AFURLSessionManagerTaskDelegate实现。但是搜索了一下AFURLSessionManager中的session属性的构建：

self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:self.sessionConfiguration delegate:self delegateQueue:self.operationQueue];

这里的delegate并不是使用了AFURLSessionManagerTaskDelegate的那个delegate，所以上述猜测错误。不过我还是找到了点蛛丝马迹：

AFURLSessionManager中session（NSURLSession）的delegate设置为了AFURLSessionManager的self，并且AFURLSessionManager确实也遵循了NSURLSessionTaskDelegate, NSURLSessionDataDelegate, NSURLSessionDownloadDelegate这三个协议，也实现了其中的方法。关键是实现这些方法时用到了AFURLSessionManagerTaskDelegate的delegate中实现的方法。至于为什么要这么做，话说我也是刚看，所以还需要消化一下。

这一篇就到此为止，下面一篇会详细介绍实现的NSURLSession的delegate方法了。

参考文章

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• 从 NSURLConnection 到 NSURLSession
• 使用NSURLSession
• AFNetworking2.0源码解析<二>
• NSAssertion​Handler
• iOS网络编程之AFNetworking使用

• NSSort​Descriptor

• 百分号编码