iOS开发之Network框架开发Socket实践

WWDC 2018上，Apple推出了一个新的底层网络框架 Network.framework，Apple 但愿在开发 Socket API 时采用这个新的框架，URLSession 底层就是使用它完成基础链接的。它有以下的特色：

• 智能创建链接
• 经优化的数据传输
• 内建的安全加密
• 无缝兼容移动网络
• 原生 Swift 支持

Socket开发

Socket开发步骤通常以下：

1. 创建链接
2. 发送数据
3. 接收数据

其中最关键也最复杂的就是创建链接，在 Network.framework 中，使用 NWConnection 建立链接，它须要提供参数NWEndpoint（IP与Port） 和 NWParameters

NWConnection(host: NWEndpoint.Host("192.168.0.175"),
             port: NWEndpoint.Port(integerLiteral: 9999), 
             using: self.params)复制代码复制代码

有了 NWConnection 对象之后就能够利用它进行链接，而后发送和接收数据了，下面以一个案例来小试牛刀，看看这个框架是否是真的香。

Socket Server

这边采用的是Java编写的一个简单的服务器端（本人熟悉Java），用其余语言也能够。主要功能就是建立一个ServerSocket，监听 9999 端口，等待客户端链接，链接成功后接收客户端发来的信息并打印出来，而后向客户端发送一条数据。代码以下：

import java.net.*;
import java.io.*;

public class GreetingServer extends Thread {
    private ServerSocket serverSocket;
    public GreetingServer(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
    }

    public void run() {
        System.out.println("等待远程链接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
        byte[] bytes = new byte[50];
        while (true) {
            try {
                Socket server = serverSocket.accept();
                System.out.println("远程主机地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
                DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
                in.read(bytes);
                System.out.println(server.getRemoteSocketAddress() + ": " + new String(bytes).trim());
                DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
                String resp = server.getLocalSocketAddress() + ": 谢谢链接我，Goodbye!";
                out.write(resp.getBytes("utf-8"));
                System.out.println("消息：'" + resp + "' 已发送");
                server.close();
            } catch (SocketTimeoutException s) {
                System.out.println("Socket timed out!");
                break;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                break;
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        try {
            Thread t = new GreetingServer(9999);
            t.run();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}复制代码复制代码

Socket Client

1. 界面：三个按钮，分别绑定 建立链接、 发送数据 、接收数据三个事件
2. 设置 NWParameters，为建立的链接设置参数（能够不设置，用系统自带便可）
3. 建立 NWConnection对象，而后发起链接，监听链接状态，等待链接进入 ready 状态，只有进入这个状态表明链接成功，能够进行数据交互了
4. 利用 NWConnection对象的 send方法发送数据
5. 利用 NWConnection对象的 receiveMessage 方法接收数据

import UIKit
import Network

class ViewController: UIViewController {

    //链接参数
    var params: NWParameters!   
    //链接对象
    var connection: NWConnection!
    //队列
    let myQueue = DispatchQueue.global()

    override func viewDidLoad() {

        super.viewDidLoad()     
        self.setParams()
    }

    //1. 开始创建链接
    @IBAction func connect(_ sender: Any) {        
        self.connect()     
    }

    //2. 发送数据
    @IBAction func send(_ sender: Any) {   
        sendData()     
    }

    //3. 接收数据
    @IBAction func receive(_ sender: Any) { 
        receiveData()  
    }
}

extension ViewController {

    //可自定义设置链接参数
    private func setParams(){

        //使用 TCP 协议
        self.params = NWParameters.tcp       
        //仅使用蜂窝网络、 Wifi
        params.prohibitedInterfaceTypes = [.wifi, .cellular]
        //使用 IPv6 协议
        if let ipOption = params.defaultProtocolStack.internetProtocol as? NWProtocolIP.Options {    
            ipOption.version = .v6
        }
        //禁止代理
        params.preferNoProxies = true 
    }

    //链接
    private func connect() {
        //建立链接对象
        self.connection = NWConnection(host: NWEndpoint.Host("192.168.0.175"),
                                       port: NWEndpoint.Port(integerLiteral: 9999), using: self.params)        
        //开始链接
        self.connection.start(queue: self.myQueue)   
        //监听链接状态
        self.connection.stateUpdateHandler = {         
            (newState) in
            switch newState {      
            case .ready:                
                print("state ready")
            case .cancelled:                
                print("state cancel")                
            case .waiting(let error):                
                print("state waiting \(error)")                
            case .failed(let error):                
                print("state failed \(error)")                
            default:
                break
            }

        }
    }

    //发送数据
    private func sendData(){

        let content = "你好，我是iOS客户端"        
        self.connection?.send(content: content.data(using: .utf8), completion: .contentProcessed({ (sendError) in        
            if let sendError = sendError {                
                print(sendError)                
            } else {                
                print("消息已发送，内容为: \(content)")
            }

        }))
    }

    //接收数据
    private func receiveData(){ 

        self.connection.receiveMessage(completion: { (content, context, isComplete, receError) in            
            if let receError = receError {            
                print(receError)               
            } else {               
                let data = String(data: content ?? "empty".data(using: .utf8)!, encoding: .utf8)                
                print(data!)
            }

            if isComplete {                
                //关闭资源
                //self.connection.cancel()

            }
        })
    }  
}复制代码复制代码

测试

• 运行服务器端的Java程序
• 运行iOS客户端
• 依次点击客户端的 建立链接、 发送数据 按钮，服务器输出

• 点击客户端的 接收数据 ，客户端输出

参考文献

WWDC 2018：Network.framework 入门，现代化 Socket 编程的新选择

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