Alamofire 后台下载和流程分析

前言

在开发中，为了提高用户体验经常会把下载大文件等网络请求放到后台下载，这样即便用户进入了后台，任务也能继续进行。那么这篇文章就来讨论下如何使用Apple原生框架URLSession的API和基于URLSession的第三方框架Alamofire来实现后台下载功能。

经过URLSession实现后台下载

1、 首先发起一个background模式的请求：

// 初始化一个background的模式的configuration. Identifier:配置对象的惟一标识符
let configuration = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "com.test")
// 建立session
let session = URLSession.init(configuration: configuration, delegate: self, delegateQueue: OperationQueue.main)
// 建立downloadTask任务,而后resume启动
session.downloadTask(with: URL(string: urlStr).resume()
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• URLSessionConfiguration有三种模式，只有background 的模式才能进行后台下载。
  • default：默认模式，一般咱们用这种模式就足够了。default 模式下系统会建立一个持久化的缓存并在用户的钥匙串中存储证书。
  • ephemeral：系统没有任何持久性存储，全部内容的生命周期都与 session 相同，当 session 无效时，全部内容自动释放。
  • background： 建立一个能够在后台甚至APP已经关闭的时候仍然在传输数据的会话。
• background 模式与 default 模式很是类似，只不过 background 模式会用一个独立线程来进行数据传输。background 模式能够在程序挂起，退出，崩溃的状况下运行 task，也能够利用标识符来恢复进。注意，后台 Session 必定要是惟一的 identifier ，这样在 APP 下次运行的时候，可以根据 identifier 来进行相关的区分。若是用户关闭了 APP , iOS 系统会关闭全部的background Session。并且，被用户强制关闭了之后，iOS 系统不会主动唤醒 APP，只有用户下次启动了 APP，数据传输才会继续。

2、 实现相关代理回调

extension ViewController:URLSessionDownloadDelegate {
    // 下载完成回调
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) {
        let locationPath = location.path
        let documnets = NSHomeDirectory() + "/Documents/" + "\(Date().timeIntervalSince1970)" + ".mp4"
        let fileManager = FileManager.default
        //拷贝到用户目录
        try! fileManager.moveItem(atPath: locationPath, toPath: documnets)
    }
    
    // 监听下载进度。http分片断传输，因此这个代理会回调屡次
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didWriteData bytesWritten: Int64, totalBytesWritten: Int64, totalBytesExpectedToWrite: Int64) {
        print(" bytesWritten \(bytesWritten)\n totalBytesWritten \(totalBytesWritten)\n totalBytesExpectedToWrite \(totalBytesExpectedToWrite)")
        print("下载进度: \(Double(totalBytesWritten)/Double(totalBytesExpectedToWrite))\n")
    }
}
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• 实现了URLSessionDownloadDelegate的两个代理方法来监听和处理下载的数据。

3、AppDelegate中处理后台下载回调闭包

• 当若是只实现了前面两个步骤，是没法实现后台下载功能的。这是由于漏掉了一个很是重要的步骤。
• 首先在Appdelegate中实现handleEventsForBackgroundURLSession回调，而且保存完成block。

class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
    var window: UIWindow?
    //用于保存后台下载的completionHandler
    var backgroundSessionCompletionHandler: (() -> Void)?
    func application(_ application: UIApplication, handleEventsForBackgroundURLSession identifier: String, completionHandler: @escaping () -> Void) {
        self.backgroundSessionCompletionHandler = completionHandler
    }
}
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• 而后须要实现URLSessionDownloadDelegate代理的urlSessionDidFinishEvents方法，而且在主线程中执行在AppDelegate中保存的block。注意线程切换主线程，由于会刷新界面。

extension ViewController:URLSessionDownloadDelegate {
    func urlSessionDidFinishEvents(forBackgroundURLSession session: URLSession) {
        print("后台任务下载回来")
        DispatchQueue.main.async {
            guard let appDelegate = UIApplication.shared.delegate as? AppDelegate, let backgroundHandle = appDelegate.backgroundSessionCompletionHandler else { return }
            backgroundHandle()
        }
    }
}
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• 完成如上几个步骤就能够实现后台下载功能。
• 应用程序在全部与URLSession对象关联的后台传输完成后调用此方法，不管传输成功完成仍是致使错误。
• 保存handleEventsForBackgroundURLSession方法的completionHandler回调，这是很是重要的。告诉系统后台下载回来及时刷新屏幕。
• 在切到后台以后，URLSessionDownloadDelegate 的代理方法不会再收到 Task 相关的消息。当全部 Task 全都完成后，系统才会调用 AppDelegate 的application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:回调。
• 若是在urlSessionDidFinishEvents这个代理方法中不执行保存在AppDelegate里面的blcok，会致使刚进入前台时页面卡顿，影响用户体验，同时还会打印警告信息。

经过Alamofire实现后台下载

1、建立一个下载任务

BackgroundManger.shared.manager
    .download(self.urlDownloadStr) { (url, response) -> (destinationURL: URL, options: DownloadRequest.DownloadOptions) in
        let documentUrl = FileManager.default.urls(for: .documentDirectory, in: .userDomainMask).first
        let fileUrl     = documentUrl?.appendingPathComponent(response.suggestedFilename!)
        return (fileUrl!,[.removePreviousFile,.createIntermediateDirectories])
    }
    .response { (downloadResponse) in
        print("下载回调信息: \(downloadResponse)")
    }
    .downloadProgress { (progress) in
        print("下载进度 : \(progress)")
}
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• 这里封装了一个专门用来后台下载管理类BackgroundManger，它是一个单例。若是你配置出来不作成单利，或者不被持有。那么会在进入后台后就会释放，网络也就会报错：Error Domain=NSURLErrorDomain Code=-999 "cancelled"
• 单例方便直接接收在AppDelegate中的application:handleEventsForBackgroundURLSession:completionHandler:方法的回调
• Alamofire框架使用链式编程，写起来很是的方便简洁，逻辑清晰，可读性强。

struct BackgroundManger {
    static let shared = BackgroundManger()
    let manager: SessionManager = {
        let configuration = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "com.text.demo")
        configuration.httpAdditionalHeaders = SessionManager.defaultHTTPHeaders
        return SessionManager(configuration: configuration)
    }()
}
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2、处理AppDelegate中的回调

func application(_ application: UIApplication, handleEventsForBackgroundURLSession identifier: String, completionHandler: @escaping () -> Void) {
    BackgroundManger.shared.manager.backgroundCompletionHandler = completionHandler
}
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• 这一步的做用跟用URLSession实现后台下载时的做用同样。这行代码很是重要，必定要加上，否则下载完成后进入前台会有掉帧的状况，影响用户体验。

3、SessionManger流程分析 Alamofire使用起来很是简单，那么它内部是怎样帮咱们处理一些繁琐的事情的呢，下面一块儿来分析下：

• SessionManger初始化

public init(
    configuration: URLSessionConfiguration = URLSessionConfiguration.default,
    delegate: SessionDelegate = SessionDelegate(),
    serverTrustPolicyManager: ServerTrustPolicyManager? = nil)
{
    self.delegate = delegate
    self.session = URLSession(configuration: configuration, delegate: delegate, delegateQueue: nil)

    commonInit(serverTrustPolicyManager: serverTrustPolicyManager)
}
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• 首先经过外界传进来的configuration初始化了session对象。
• 对代理进行移交，经过建立 SessionDelegate 这个专门处理代理的类来实现 URLSession的代理。这样能够达到业务下沉，便于阅读和解耦，每一个类只需负责本身的任务，分工明确，不至于臃肿。
• SessionDelegate 类中实现的代理有URLSessionDelegate``URLSessionTaskDelegate``URLSessionDataDelegate``URLSessionDownloadDelegate``URLSessionStreamDelegate
• 咱们知道，当后台下载任务完成后回回调urlSessionDidFinishEvents这个代理方法

open func urlSessionDidFinishEvents(forBackgroundURLSession session: URLSession) {
    sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession?(session)
}
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• 执行了 sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession 闭包，那么这个闭包在何时赋值的呢？由于SessionDelegate这个类是专门处理代理的类，不处理其余逻辑，因此这个block应该是管理类SessionManger来处理的。这是一种很是重要的设计思惟。
• 通过查找发如今SessionManger初始化方法里面有一个commonInit函数的调用

private func commonInit(serverTrustPolicyManager: ServerTrustPolicyManager?) {
    session.serverTrustPolicyManager = serverTrustPolicyManager

    delegate.sessionManager = self

    delegate.sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession = { [weak self] session in
        guard let strongSelf = self else { return }
        DispatchQueue.main.async { strongSelf.backgroundCompletionHandler?() }
    }
}
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• 这里就是代理的delegate.sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession闭包的声明，只要后台下载完成就会执行这个闭包
• 闭包内部又在主线程调用了 backgroundCompletionHandler , 这是 SessionManger 对外提供的功能。这个闭包就是在AppDelegate里面handleEventsForBackgroundURLSession代理中保存的闭包
• 流程总结：
  • 首先在AppDelegate的handleEventsForBackgroundURLSession方法里，把回调闭包completionHandler传给了 SessionManager 的 backgroundCompletionHandler保存下来。
  • 当下载完成回来的时候 SessionDelegate 的 urlSessionDidFinishEvents代理会调用，而后执行 sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession 闭包
  • sessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession 闭包里面会在主线程执行SessionManager 的 backgroundCompletionHandler闭包，这个闭包就是 AppDelegate 的 completionHandler 闭包。

总结

Alamofire是对URLSession进行封装，因此这两种方式进行后台下载，原理是同样的。只是 Alamofire 使用更加简洁方便，依赖下沉，网络层下沉。在本身写sdk或者项目的时候也能够参照这种设计思想去实现。

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