AFNetworking2.0的源码解析
EnidGilbert
9年前
来自： http://blog.csdn.net//likendsl/article/details/39002267
（via: bang's blog）
最近看AFNetworking2的源码，学习这个知名网络框架的实现，顺便梳理写下文章。AFNetworking的代码还在不断更新中，我看的是 AFNetworking2.3.1。
本篇先看看AFURLConnectionOperation，AFURLConnectionOperation继承自NSOperation，是一个封装好的任务单元，在这里构建了NSURLConnection，作为NSURLConnection的delegate处理请求回调，做好状态切换，线程管理，可以说是AFNetworking最核心的类，下面分几部分说下看源码时注意的点，最后放上代码的注释。
0.Tricks
AFNetworking代码中有一些常用技巧，先说明一下。
A.clang warning
#pragma clang diagnostic push #pragma clang diagnostic ignored "-Wgnu" //code #pragma clang diagnostic pop
表示在这个区间里忽略一些特定的clang的编译警告，因为AFNetworking作为一个库被其他项目引用，所以不能全局忽略clang的一些警告，只能在有需要的时候局部这样做，作者喜欢用?:符号，所以经常见忽略-Wgnu警告的写法， 详见这里。
B.dispatch_once
为保证线程安全，所有单例都用dispatch_once生成，保证只执行一次，这也是iOS开发常用的技巧。例如：
static dispatch_queue_t url_request_operation_completion_queue() { static dispatch_queue_t af_url_request_operation_completion_queue; static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ af_url_request_operation_completion_queue = dispatch_queue_create("com.alamofire.networking.operation.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT ); }); return af_url_request_operation_completion_queue; } C.weak & strong self
常看到一个 block 要使用 self，会处理成在外部声明一个 weak 变量指向 self，在 block 里又声明一个 strong 变量指向 weakSelf：
__weak __typeof(self)weakSelf = self; self.backgroundTaskIdentifier = [application beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{ __strong __typeof(weakSelf)strongSelf = weakSelf; }]; weakSelf是为了block不持有self，避免循环引用，而再声明一个strongSelf是因为一旦进入block执行，就不允许self在这个执行过程中释放。block执行完后这个strongSelf会自动释放，没有循环引用问题。
1.线程
先来看看 NSURLConnection 发送请求时的线程情况，NSURLConnection 是被设计成异步发送的，调用了start方法后，NSURLConnection 会新建一些线程用底层的 CFSocket 去发送和接收请求，在发送和接收的一些事件发生后通知原来线程的Runloop去回调事件。
NSURLConnection 的同步方法 sendSynchronousRequest 方法也是基于异步的，同样要在其他线程去处理请求的发送和接收，只是同步方法会手动block住线程，发送状态的通知也不是通过 RunLoop 进行。
使用NSURLConnection有几种选择：
A.在主线程调异步接口
若直接在主线程调用异步接口，会有个Runloop相关的问题：
当在主线程调用 [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request delegate:self startImmediately:YES] 时，请求发出，侦听任务会加入到主线程的 Runloop 下，RunloopMode 会默认为 NSDefaultRunLoopMode。这表明只有当前线程的Runloop 处于 NSDefaultRunLoopMode 时，这个任务才会被执行。但当用户滚动 tableview 或 scrollview 时，主线程的 Runloop 是处于 NSEventTrackingRunLoopMode 模式下的，不会执行 NSDefaultRunLoopMode 的任务，所以会出现一个问题，请求发出后，如果用户一直在操作UI上下滑动屏幕，那在滑动结束前是不会执行回调函数的，只有在滑动结束，RunloopMode 切回 NSDefaultRunLoopMode，才会执行回调函数。苹果一直把动画效果性能放在第一位，估计这也是苹果提升UI动画性能的手段之一。
所以若要在主线程使用 NSURLConnection 异步接口，需要手动把 RunloopMode 设为 NSRunLoopCommonModes。这个 mode 意思是无论当前 Runloop 处于什么状态，都执行这个任务。
NSURLConnection *connection = [[NSURLConnection alloc] initWithRequest:request delegate:self startImmediately:NO]; [connection scheduleInRunLoop:[NSRunLoop currentRunLoop] forMode:NSRunLoopCommonModes]; [connection start];
B.在子线程调同步接口
若在子线程调用同步接口，一条线程只能处理一个请求，因为请求一发出去线程就阻塞住等待回调，需要给每个请求新建一个线程，这是很浪费的，这种方式唯一的好处应该是易于控制请求并发的数量。
C.在子线程调异步接口
子线程调用异步接口，子线程需要有 Runloop 去接收异步回调事件，这里也可以每个请求都新建一条带有 Runloop 的线程去侦听回调，但这一点好处都没有，既然是异步回调，除了处理回调内容，其他时间线程都是空闲可利用的，所有请求共用一个响应的线程就够了。
AFNetworking 用的就是第三种方式，创建了一条常驻线程专门处理所有请求的回调事件，这个模型跟 nodejs 有点类似。网络请求回调处理完，组装好数据后再给上层调用者回调，这时候回调是抛回主线程的，因为主线程是最安全的，使用者可能会在回调中更新UI，在子线程更新UI会导致各种问题，一般使用者也可以不需要关心线程问题。
以下是相关线程大致的关系，实际上多个 NSURLConnection 会共用一个 NSURLConnectionLoader 线程，这里就不细化了，除了处理 socket 的 CFSocket 线程，还有一些 Javascript:Core 的线程，目前不清楚作用，归为 NSURLConnection里的其他线程。因为 NSURLConnection 是系统控件，每个iOS版本可能都有不一样，可以先把 NSURLConnection 当成一个黑盒，只管它的 start 和 callback 就行了。如果使用 AFHttpRequestOperationManager 的接口发送请求，这些请求会统一在一个 NSOperationQueue 里去发，所以多了上面 NSOperationQueue 的一个线程。
相关代码：-networkRequestThread:, -start:, -operationDidStart:。
2.状态机
继承 NSOperation 有个很麻烦的东西要处理，就是改变状态时需要发 KVO 通知，否则这个类加入 NSOperationQueue 不可用了。 NSOperationQueue 是用 KVO 方式侦听 NSOperation 状态的改变，以判断这个任务当前是否已完成，完成的任务需要在队列中除去并释放。
AFURLConnectionOperation 对此做了个状态机，统一搞定状态切换以及发 KVO 通知的问题，内部要改变状态时，就只需要类似 self.state = AFOperationReadyState 的调用而不需要做其他了，状态改变的 KVO 通知在 setState 里发出。
总的来说状态管理相关代码就三部分，一是限制一个状态可以切换到其他哪些状态，避免状态切换混乱，二是状态 Enum值 与 NSOperation 四个状态方法的对应，三是在 setState 时统一发 KVO 通知。详见代码注释。
相关代码：AFKeyPathFromOperationState, AFStateTransitionIsValid, -setState:, -isPaused:, -isReady:, -isExecuting:, -isFinished:.
3.NSURLConnectionDelegate
处理 NSURLConnection Delegate 的内容不多，代码也是按请求回调的顺序排列下去，十分易读，主要流程就是接收到响应的时候打开 outputStream，接着有数据过来就往 outputStream 写，在上传/接收数据过程中会回调上层传进来的相应的callback，在请求完成回调到 connectionDidFinishLoading 时，关闭 outputStream，用 outputStream 组装 responseData 作为接收到的数据，把 NSOperation 状态设为 finished，表示任务完成，NSOperation 会自动调用 completeBlock，再回调到上层。
4.setCompleteBlock
NSOperation 在 iOS4.0 以后提供了个接口 setCompletionBlock，可以传入一个 block 作为任务执行完成时（state状态机变为finished时）的回调，AFNetworking直接用了这个接口，并通过重写加了几个功能：
A.消除循环引用
在 NSOperation 的实现里，completionBlock 是 NSOperation 对象的一个成员，NSOperation 对象持有着 completionBlock，若传进来的 block 用到了 NSOperation 对象，或者 block 用到的对象持有了这个 NSOperation 对象，就会造成循环引用。这里执行完 block 后调用 [strongSelf setCompletionBlock:nil] 把 completionBlock 设成 nil，手动释放 self(NSOperation对象) 持有的 completionBlock 对象，打破循环引用。
可以理解成对外保证传进来的block一定会被释放，解决外部使用使很容易出现的因对象关系复杂导致循环引用的问题，让使用者不知道循环引用这个概念都能正确使用。
B.dispatch_group
这里允许用户让所有 operation 的 completionBlock 在一个 group 里执行，但我没看出这样做的作用，若想组装一组请求（见下面的batchOfRequestOperations）也不需要再让completionBlock在group里执行，求解。
C.”The Deallocation Problem”
作者在注释里说这里重写的setCompletionBlock方法解决了”The Deallocation Problem”，实际上并没有。” The Deallocation Problem”简单来说就是不要让UIKit的东西在子线程释放。
这里如果传进来的block持有了外部的UIViewController或其他UIKit对象（下面暂时称为A对象），并且在请求完成之前其他所有对这个A对象的引用都已经释放了，那么这个completionBlock就是最后一个持有这个A对象的，这个block释放时A对象也会释放。这个block在什么线程释放，A对象就会在什么线程释放。我们看到block释放的地方是url_request_operation_completion_queue()，这是AFNetworking特意生成的子线程，所以按理说A对象是会在子线程释放的，会导致UIKit对象在子线程释放，会有问题。
但AFNetworking实际用起来却没问题，想了很久不得其解，后来做了实验，发现iOS5以后苹果对UIKit对象的释放做了特殊处理，只要发现在子线程释放这些对象，就自动转到主线程去释放，断点出来是由一个叫_objc_deallocOnMainThreadHelper 的方法做的。如果不是UIKit对象就不会跳到主线程释放。AFNetworking2.0只支持iOS6+，所以没问题。
5.batchOfRequestOperations
这里额外提供了一个便捷接口，可以传入一组请求，在所有请求完成后回调 complionBlock，在每一个请求完成时回调 progressBlock 通知外面有多少个请求已完成。详情参见代码注释，这里需要说明下 dispatch_group_enter 和dispatch_group_leave 的使用，这两个方法用于把一个异步任务加入 group 里。
一般我们要把一个任务加入一个group里是这样：
dispatch_group_async(group, queue, ^{ block(); }); 这个写法等价于
dispatch_async(queue, ^{ dispatch_group_enter(group); block() dispatch_group_leave(group); }); 如果要把一个异步任务加入group，这样就行不通了：
dispatch_group_async(group, queue, ^{ [self performBlock:^(){ block(); }]; //未执行到block() group任务就已经完成了 }); 这时需要这样写：
dispatch_group_enter(group); [self performBlock:^(){ block(); dispatch_group_leave(group); }]; 异步任务回调后才算这个group任务完成。对batchOfRequest的实现来说就是请求完成并回调后，才算这个任务完成。
其实这跟retain/release差不多，都是计数，dispatch_group_enter时任务数+1，dispatch_group_leave时任务数-1，任务数为0时执行dispatch_group_notify的内容。
相关代码：-batchOfRequestOperations:progressBlock:completionBlock:
6.其他
A.锁
AFURLConnectionOperation 有一把递归锁，在所有会访问/修改成员变量的对外接口都加了锁，因为这些对外的接口用户是可以在任意线程调用的，对于访问和修改成员变量的接口，必须用锁保证线程安全。
B.序列化
AFNetworking 的多数类都支持序列化，但实现的是 NSSecureCoding 的接口，而不是 NSCoding，区别在于解数据时要指定 Class，用 -decodeObjectOfClass:forKey: 方法代替了 -decodeObjectForKey: 。这样做更安全，因为序列化后的数据有可能被篡改，若不指定 Class，-decode 出来的对象可能不是原来的对象，有潜在风险。另外，NSSecureCoding 是 iOS 6 以上才有的。 详见这里。
这里在序列化时保存了当前任务状态，接收的数据等，但回调block是保存不了的，需要在取出来发送时重新设置。可以像下面这样持久化保存和取出任务：
AFHTTPRequestOperation *operation = [[AFHTTPRequestOperation alloc] initWithRequest:request]; NSData *data = [NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:operation]; AFHTTPRequestOperation *operationFromDB = [NSKeyedUnarchiver unarchiveObjectWithData:data]; [operationFromDB start];
C.backgroundTask
这里提供了setShouldExecuteAsBackgroundTaskWithExpirationHandler 接口，决定APP进入后台后是否继续发送接收请求，并在后台执行时间超时后取消所有请求。在 dealloc 里需要调用 [application endBackgroundTask:] ，告诉系统这个后台任务已经完成，不然系统会一直让你的APP运行在后台，直到超时。
相关代码：-setShouldExecuteAsBackgroundTaskWithExpirationHandler:, -dealloc:
7.AFHTTPRequestOperation
AFHTTPRequestOperation 继承了 AFURLConnectionOperation，把它放一起说是因为它没做多少事情，主要多了responseSerializer，暂停下载断点续传，以及提供接口请求成功失败的回调接口 -setCompletionBlockWithSuccess:failure:。详见源码注释。
8.源码注释
AFURLConnectionOperation.m
AFHTTPRequestOperation.m
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