Alamofire源码解读系列(十二)之请求(Request)
本篇是Alamofire中的请求抽象层的讲解
前言
在Alamofire中，围绕着Request，设计了很多额外的特性，这也恰恰表明，Request是所有请求的基础部分和发起点。这无疑给我们一个Request很复杂的想法。但看了Alamofire中Request.swift中的代码，Request被设计的又是如此的简单，这就是为什么这些顶级框架如此让人喜爱的原因。
在后续的文章中，我会单独写一篇Swift中协议的使用技巧，在Alamofire源码解读系列(一)之概述和使用这篇的Alamofire高级用法中，我根据Alamofire官方文档做了一些补充，其中涉及到了URLConvertible和URLRequestConvertible的高级用法，在本篇中同样出现了3个协议：
- RequestAdapter 请求适配器，目的是自定义修改请求，一个典型的例子是为每一个请求调价Token请求头
- RequestRetrier 请求重试器， 目的是控制请求的重试机制，一个典型的例子是当某个特殊的请求失败后，是否重试。
- TaskConvertible task转换器，目的是把task装换成特定的类型，在Alamofire中有4中task：Data/Download/Upload/Stream
有一点需要特别说明的是，在使用Alamofire的高级用法时，需要操作SessionManager这个类。
请求过程
明白Alamofire中一个请求的过程，是非常有必要的。先看下边的代码：
Alamofire.request("https://httpbin.org/get")
上边的代码是最简单的一个请求，我们看看Alamofire.request中究竟干了什么？
@discardableResult
public func request(
_ url: URLConvertible,
method: HTTPMethod = .get,
parameters: Parameters? = nil,
encoding: ParameterEncoding = URLEncoding.default,
headers: HTTPHeaders? = nil)
-> DataRequest
{
return SessionManager.default.request(
url,
method: method,
parameters: parameters,
encoding: encoding,
headers: headers
)
}
该函数内部调用了SessionManager的request方法，这说明请求的第一个发起点来自SessionManager，Alamofire.swift该文件是最上层的封装，紧邻其下的就是SessionManager.swift。接下来我们再看看SessionManager.default.request做了什么？
@discardableResult
open func request(
_ url: URLConvertible,
method: HTTPMethod = .get,
parameters: Parameters? = nil,
encoding: ParameterEncoding = URLEncoding.default,
headers: HTTPHeaders? = nil)
-> DataRequest
{
var originalRequest: URLRequest?
/// 在这里计算出可能出现的额错误的类型
/// 1.url 如果不能被转成URL被抛出一个error
/// 2.originalRequest不能转换为URLRequest会抛出error
do {
originalRequest = try URLRequest(url: url, method: method, headers: headers)
let encodedURLRequest = try encoding.encode(originalRequest!, with: parameters)
return request(encodedURLRequest)
} catch {
return request(originalRequest, failedWith: error)
}
}
上边的函数内部创建了一个Request对象，然后把参数编码进这个Request中，之后又调用了内部的一个request函数，函数的参数就是上边的Request对象。我们就绪看看这个request函数做了什么？
open func request(_ urlRequest: URLRequestConvertible) -> DataRequest {
var originalRequest: URLRequest?
do {
originalRequest = try urlRequest.asURLRequest()
/// 这里需要注意的是Requestable并不是DataRequest的一个属性，前边是没有加let/var的，所以可以通过DataRequest.Requestable来操作
let originalTask = DataRequest.Requestable(urlRequest: originalRequest!)
let task = try originalTask.task(session: session, adapter: adapter, queue: queue)
let request = DataRequest(session: session, requestTask: .data(originalTask, task))
delegate[task] = request
if startRequestsImmediately { request.resume() }
return request
} catch {
return request(originalRequest, failedWith: error)
}
}
注意，上边的函数是一个open函数，因此可以使用SessionManager.request来发起请求，不过参数是_ urlRequest: URLRequestConvertible。
URLRequestConvertible协议的目的是对URLRequest进行自定义的转换，因此，在获得转换后的URLRequest后，需要用URLRequest生成task，这样才能发起网络请求，在Alamofire中，但凡是request开头的函数，默认的都是DataRequest类型，现在有了URLRequest还不够，还需要检测她能否生成与之相对应的task。
在上边的函数中，用到了DataRequest.Requestable，Requestable其实一个结构体，他实现了TaskConvertible协议，因此，它能够用URLRequest生成与之相对应的task。接下来就初始化DataRequest,然后真正的开始发起请求。
我们总结一下这个过程：
明白了上边的过程，再回过头来看Request.swift也就是本篇的内容就简单多了，就下边几个目的：
- 创建DataRequest/DownloadRequest/UploadRequest/StreamRequest
- 发起请求
Request
有很多二次封装的网络框架中，一般都有这么一个Request类，用于发送网络请求，接受response，关联服务器返回的数据并且管理task。Alamofire中的Request同样主要实现上边的任务。
Request作为DataRequest、DownloadRequest、UploadRequest、StreamRequest的基类，我们一起来看看它有哪些属性：
/// The delegate for the underlying task.
/// 由于某个属性是通过另一个属性来setter和getter的，因此建议加一个锁
open internal(set) var delegate: TaskDelegate {
get {
taskDelegateLock.lock() ; defer { taskDelegateLock.unlock() }
return taskDelegate
}
set {
taskDelegateLock.lock() ; defer { taskDelegateLock.unlock() }
taskDelegate = newValue
}
}
/// The underlying task.
open var task: URLSessionTask? { return delegate.task }
/// The session belonging to the underlying task.
open let session: URLSession
/// The request sent or to be sent to the server.
open var request: URLRequest? { return task?.originalRequest }
/// The response received from the server, if any.
open var response: HTTPURLResponse? { return task?.response as? HTTPURLResponse }
/// The number of times the request has been retried.
open internal(set) var retryCount: UInt = 0
let originalTask: TaskConvertible?
var startTime: CFAbsoluteTime?
var endTime: CFAbsoluteTime?
var validations: [() -> Void] = []
private var taskDelegate: TaskDelegate
private var taskDelegateLock = NSLock()
这些属性没什么好说的，我们就略过这些内容，Request的初始化方法，有点意思，我们先看看代码：
init(session: URLSession, requestTask: RequestTask, error: Error? = nil) {
self.session = session
switch requestTask {
case .data(let originalTask, let task):
taskDelegate = DataTaskDelegate(task: task)
self.originalTask = originalTask
case .download(let originalTask, let task):
taskDelegate = DownloadTaskDelegate(task: task)
self.originalTask = originalTask
case .upload(let originalTask, let task):
taskDelegate = UploadTaskDelegate(task: task)
self.originalTask = originalTask
case .stream(let originalTask, let task):
taskDelegate = TaskDelegate(task: task)
self.originalTask = originalTask
}
delegate.error = error
delegate.queue.addOperation { self.endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent() }
}
要想发起一个请求，有一个task就足够了，在上边的方法中传递过来的session主要用于CustomStringConvertible和CustomDebugStringConvertible这两个协议的实现方法中获取特定的数据。
这里有一点小提示，在创建自定义的类的时候，实现上边这两个协议，通过打印，能够进行快速的调试。
上边方法中第二个参数是requestTask，它是一个枚举类型，我们看一下：
enum RequestTask {
case data(TaskConvertible?, URLSessionTask?)
case download(TaskConvertible?, URLSessionTask?)
case upload(TaskConvertible?, URLSessionTask?)
case stream(TaskConvertible?, URLSessionTask?)
}
在swift中枚举不仅仅用来区分不同的选项，更强大的是为每个选项绑定的数据。大家仔细想一下，在初始化Request的时候，只需要传递requestTask这个枚举值，我们就得到了两个重要的数据：Request的类型和相对应的task。这一变成手法的运用，大大提高了代码的质量。
RequestTask枚举中和选项绑定的数据有两个，TaskConvertible表示原始的对象，该对象实现了TaskConvertible协议，能够转换成task。URLSessionTask是原始对象转换后的task。因此衍生出一种高级使用方法的可能性，可以自定义一个类，实现TaskConvertible协议，就能够操纵task的转换过程，很灵活。
delegate.queue.addOperation { self.endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent() }
上边的这一行代码。给代理的queue添加了一个操作，队列是先进先出原则，但是可以通过isSuspended暂停队列内部的操作，下边是一个例子演示：
let queue = { () -> OperationQueue in
let operationQueue = OperationQueue()
operationQueue.maxConcurrentOperationCount = 1
operationQueue.isSuspended = true
operationQueue.qualityOfService = .utility
return operationQueue
}()
queue.addOperation {
print("1")
}
queue.addOperation {
print("2")
}
queue.addOperation {
print("3")
}
queue.isSuspended = false
打印结果：
1
2
3
队列提供了强大的功能，了解队列的知识点非常有必要，有很大的一种可能性，也许某个问题卡住了，用队列能够很轻松的解决。有兴趣可以看看我模仿SDWebImage写的下载器MCDownloader(iOS下载器)说明书。
处理网络请求，就必须要面对安全的问题，为了解决数据传输安全问题，到目前为止，已经出现了很多种解决方式。想了解这方面的知识，可以去看<<HTTP权威指南>>。
在Alamofire源码解读系列(一)之概述和使用中的Alamofire高级使用技巧部分。
/// Associates an HTTP Basic credential with the request.
///
/// - parameter user: The user.
/// - parameter password: The password.
/// - parameter persistence: The URL credential persistence. `.ForSession` by default.
///
/// - returns: The request.
/// 这里需要注意一点，persistence表示持久性，可以点击去查看详细说明
@discardableResult
open func authenticate(
user: String,
password: String,
persistence: URLCredential.Persistence = .forSession)
-> Self
{
let credential = URLCredential(user: user, password: password, persistence: persistence)
return authenticate(usingCredential: credential)
}
/// Associates a specified credential with the request.
///
/// - parameter credential: The credential.
///
/// - returns: The request.
@discardableResult
open func authenticate(usingCredential credential: URLCredential) -> Self {
delegate.credential = credential
return self
}
上边的这两个函数能够处理请求中的验证问题，可以用来应对用户密码和证书验证。
/// Returns a base64 encoded basic authentication credential as an authorization header tuple.
///
/// - parameter user: The user.
/// - parameter password: The password.
///
/// - returns: A tuple with Authorization header and credential value if encoding succeeds, `nil` otherwise.
open static func authorizationHeader(user: String, password: String) -> (key: String, value: String)? {
guard let data = "\(user):\(password)".data(using: .utf8) else { return nil }
let credential = data.base64EncodedString(options: [])
return (key: "Authorization", value: "Basic \(credential)")
}
这个方法是一个辅助函数，某些服务器可能需要把用户名和密码拼接到请求头中，那么可以使用这个函数来实现。
我们对一个请求的操作有下边3中可能：
-
resume 唤醒该请求，这个非常简单，函数中做了3件事：记录开始时间，唤醒task，发通知。
/// Resumes the request. open func resume() { guard let task = task else { delegate.queue.isSuspended = false ; return } if startTime == nil { startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent() } task.resume() NotificationCenter.default.post( name: Notification.Name.Task.DidResume, object: self, userInfo: [Notification.Key.Task: task] ) } -
suspend 暂停
/// Suspends the request. open func suspend() { guard let task = task else { return } task.suspend() NotificationCenter.default.post( name: Notification.Name.Task.DidSuspend, object: self, userInfo: [Notification.Key.Task: task] ) } -
cancel 取消
/// Cancels the request. open func cancel() { guard let task = task else { return } task.cancel() NotificationCenter.default.post( name: Notification.Name.Task.DidCancel, object: self, userInfo: [Notification.Key.Task: task] ) }
Request中对CustomDebugStringConvertible和CustomStringConvertible的实现，我们就不做太多介绍了，有两点需要注意：
-
类似像
urlCredentialStorage,httpCookieStorage这种带有Storage字段的对象，需要仔细研究一下这种代码设计的规律。 -
下边这一小段代码正好提现了swift的优雅之处，需要记住：
for (field, value) in headerFields where field != "Cookie" { headers[field] = value }
TaskConvertible
TaskConvertible协议给了给了我们转换task的能力，任何实现了该协议的对象，都表示能够转换成一个task。我们都知道DataRequest，DownloadRequest，UploadRequest，StreamRequest都继承自Request，最终应该是通过TaskConvertible协议来把一个URLRequest转换成对应的task。
而Alamofire的Request的设计中,采用struct或者enum来实现这个协议，我们来看看这些实现；
DataRequest：
struct Requestable: TaskConvertible {
let urlRequest: URLRequest
func task(session: URLSession, adapter: RequestAdapter?, queue: DispatchQueue) throws -> URLSessionTask {
do {
let urlRequest = try self.urlRequest.adapt(using: adapter)
return queue.sync { session.dataTask(with: urlRequest) }
} catch {
throw AdaptError(error: error)
}
}
}
DownloadRequest:
enum Downloadable: TaskConvertible {
case request(URLRequest)
case resumeData(Data)
func task(session: URLSession, adapter: RequestAdapter?, queue: DispatchQueue) throws -> URLSessionTask {
do {
let task: URLSessionTask
switch self {
case let .request(urlRequest):
let urlRequest = try urlRequest.adapt(using: adapter)
task = queue.sync { session.downloadTask(with: urlRequest) }
case let .resumeData(resumeData):
task = queue.sync { session.downloadTask(withResumeData: resumeData) }
}
return task
} catch {
throw AdaptError(error: error)
}
}
}
如果task的类型是下载，会出现两种情况，一种是直接通过URLRequest生成downloadTask，另一种是根据已有的数据恢复成downloadTask。我们之前已经讲过了，下载失败后会有resumeData。里边保存了下载信息，这里就不提了。总之，上边这个enum给我们提供了两种不同的方式来生成downloadTask。
这种代码的设计值得学习。
UploadRequest:
enum Uploadable: TaskConvertible {
case data(Data, URLRequest)
case file(URL, URLRequest)
case stream(InputStream, URLRequest)
func task(session: URLSession, adapter: RequestAdapter?, queue: DispatchQueue) throws -> URLSessionTask {
do {
let task: URLSessionTask
switch self {
case let .data(data, urlRequest):
let urlRequest = try urlRequest.adapt(using: adapter)
task = queue.sync { session.uploadTask(with: urlRequest, from: data) }
case let .file(url, urlRequest):
let urlRequest = try urlRequest.adapt(using: adapter)
task = queue.sync { session.uploadTask(with: urlRequest, fromFile: url) }
case let .stream(_, urlRequest):
let urlRequest = try urlRequest.adapt(using: adapter)
task = queue.sync { session.uploadTask(withStreamedRequest: urlRequest) }
}
return task
} catch {
throw AdaptError(error: error)
}
}
}
虽然内容与上边的DownloadRequest不同，但是套路却相同。从代码中，也能看出，上传数据有3种介质，分别是：data,file,stream。
StreamRequest：
enum Streamable: TaskConvertible {
case stream(hostName: String, port: Int)
case netService(NetService)
func task(session: URLSession, adapter: RequestAdapter?, queue: DispatchQueue) throws -> URLSessionTask {
let task: URLSessionTask
switch self {
case let .stream(hostName, port):
task = queue.sync { session.streamTask(withHostName: hostName, port: port) }
case let .netService(netService):
task = queue.sync { session.streamTask(with: netService) }
}
return task
}
}
netService超出了本文的范围，就不做介绍了，平时用的也少。
我们对上边这些struct，enum做一个总结：由于struct，enum是值拷贝，因此他们比较适合作为数据的载体。一个方案的逻辑中，如果可能出现多个可能性，就考虑使用enum。还有最重要的一点，尽量把一个单一的功能的作用域限制的越小越好。功能越单一，结构越简单的函数越安全。
忽略的内容
在Request.swift的源码中，还有一个给任务添加进度的方法，在这里就不做介绍了，原理就是自定义一个函数，传递给task的代理。在DownloadRequest中对取消下载任务做了一些额外的处理。还有设置下载后的目录等等。
DownloadOptions
这个DownloadOptions其实挺有意思的，他实现了OptionSet协议，因此它就有了集合的一些特性。
在OC中，我们往往通过掩码来实现多个选项共存这一功能，但DownloadOptions用另一种方式实现了这一功能：
/// A collection of options to be executed prior to moving a downloaded file from the temporary URL to the
/// destination URL.
public struct DownloadOptions: OptionSet {
/// Returns the raw bitmask value of the option and satisfies the `RawRepresentable` protocol.
public let rawValue: UInt
/// A `DownloadOptions` flag that creates intermediate directories for the destination URL if specified.
public static let createIntermediateDirectories = DownloadOptions(rawValue: 1 << 0)
/// A `DownloadOptions` flag that removes a previous file from the destination URL if specified.
public static let removePreviousFile = DownloadOptions(rawValue: 1 << 1)
/// Creates a `DownloadFileDestinationOptions` instance with the specified raw value.
///
/// - parameter rawValue: The raw bitmask value for the option.
///
/// - returns: A new log level instance.
public init(rawValue: UInt) {
self.rawValue = rawValue
}
}
上边的代码只扩展了两个默认选项：
- createIntermediateDirectories
- removePreviousFile
可以采用类似的手法，自己扩展更多的选项。看一下下边的例子就明白了：
var op = DownloadRequest.DownloadOptions(rawValue: 1)
op.insert(DownloadRequest.DownloadOptions(rawValue: 2))
if op.contains(.createIntermediateDirectories) {
print("createIntermediateDirectories")
}
if op.contains(.removePreviousFile) {
print("removePreviousFile")
}
上边代码中，if语句内的打印都会调用。
总结
这一篇文章与上一篇间隔了很长时间，原因是公司做了一个项目。这个中小型项目结束后，也有一些需要总结的地方，我会把这些感触写下来，和大家讨论一些项目开发的内容。
读的越多，越发觉得Alamofire中的函数的设计很厉害。不是一时半会能够全部串联的。
由于知识水平有限，如有错误，还望指出
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