iOS 源代码分析 ---- Alamofire

已经有几个月没有阅读著名开源项目的源代码了, 最近才有时间来做这件事情.

下面是 Github 主页上对 Alamofire 的描述

Elegant HTTP Networking in Swift

为什么这次我选择阅读 Alamofire 的源代码而不是 AFNetworking 呢, 其实有两点原因.

  1. AFNetworking 作为一个有着很多年的历史的框架, 它虽然有着强大的社区, 不过因为时间太久了, 可能有一些历史上的包袱. 而 Alamofire 是在 Swift 诞生之后才开始出现的, 到现在为止也并没有多长时间, 它的源代码都是新鲜的.
  2. 由于最近在写 Swift 的项目, 所以没有选择 AFNetworking.

在阅读 Alamofire 的源代码之前, 我先粗略的查看了一下 Alamofire 实现的代码行数:

$ find Source -name "*.swift" | xargs cat |wc -l
> 3363

也就是说 Alamofire 在包含注释以及空行的情况下, 只使用了 3000 多行代码就实现了一个用于处理 HTTP 请求的框架.

所以它描述中的 Elegant 也可以说是名副其实.

目录结构

首先, 我们来看一下 Alamofire 中的目录结构, 来了解一下它是如何组织各个文件的.

- Source
    - Alamore.swift
    - Core
        - Manager.swift
        - ParameterEncoding.swift
        - Request.swift
    - Features
        - Download.swift
        - MultipartFromData.swift
        - ResponseSeriallization.swift
        - Upload.swift
        - Validation.swift

框架中最核心并且我们最值得关注的就是 Alamore.swift Manager.swiftRequest.swift 这三个文件. 也是在这篇 post 中主要介绍的三个文件.

Alamofire

在 Alamofire 中并没有找到 Alamofire 这个类, 相反这仅仅是一个命名空间, 在 Alamofire.swift 这个文件中不存在 class Alamofire 这种关键字, 这只是为了使得方法名更简洁的一种手段.

我们在使用 Alamofire 时, 往往都会采用这种方式:

Alamofire.request(.GET, "http://httpbin.org/get")  

有了 Alamofire 作为命名空间, 就不用担心 request 方法与其他同名方法的冲突了.

Alamofire.swift 文件中为我们提供了三类方法:

  • request
  • upload
  • download

这三种方法都是通过调用 Manager 对应的操作来完成请求, 上传和下载的操作, 并返回一个 Request 的实例.

下面是 request 方法的一个实现:

public func request(method: Method, URLString: URLStringConvertible, parameters: [String: AnyObject]? = nil, encoding: ParameterEncoding = .URL, headers: [String: String]? = nil) -> Request {  
    return Manager.sharedInstance.request(method, URLString, parameters: parameters, encoding: encoding, headers: headers)
}

这也就是 Alamofire.request(.GET, "http://httpbin.org/get") 所调用的方法. 而这个方法实际上就是通过这些参数调用 Manager 的具体方法, 我们所使用的 request 也好 download 也好, 都是对 Manager 方法的一个包装罢了.

Manager

Alamofire 中的几乎所有操作都是通过 Manager 来控制, 而 Manager 也可以说是 Alamofire 的核心部分, 它负责与 Request 交互完成网络操作:

Responsible for creating and managing Request objects, as well as their underlying NSURLSession.

Manager.sharedInstance

Manager 在 Alamofire 中有着极其重要的地位, 而在 Manager 方法的设计中, 一般也使用 sharedInstance 来获取 Manager 的单例:

public static let sharedInstance: Manager = {  
    let configuration = NSURLSessionConfiguration.defaultSessionConfiguration()
    configuration.HTTPAdditionalHeaders = Manager.defaultHTTPHeaders

    return Manager(configuration: configuration)
}()

对于其中 defaultHTTPHeadersManager 的初始化方法, 在这里就不多提了, 但是在这里有必要说明一下 SessionDelegate 这个类, 在 Manager 的初始化方法中, 调用了 SessionDelegate 的初始化方法, 返回了一个它的实例.

SessionDelegate

Responsible for handling all delegate callbacks for the underlying session.

这个类的主要作用就是处理对应 session 的所有代理回调, 它持有两个属性:

private var subdelegates: [Int: Request.TaskDelegate] = [:]  
private let subdelegateQueue = dispatch_queue_create(nil, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)  

subdelegates 以 task 标识符为键, 存储了所有的回调. subdelegateQueue 是一个异步的队列, 用于处理任务的回调.

Manager.sharedInstace.request

Manager 有两个返回 Request 实例的 request 方法:

  • public func request(method: Method, _ URLString: URLStringConvertible, parameters: [String: AnyObject]? = nil, encoding: ParameterEncoding = .URL, headers: [String: String]? = nil) -> Request
  • public func request(URLRequest: URLRequestConvertible) -> Request

第一个方法的实现非常的简单:

public func request(method: Method, _ URLString: URLStringConvertible, parameters: [String: AnyObject]? = nil, encoding: ParameterEncoding = .URL, headers: [String: String]? = nil) -> Request {  
    let mutableURLRequest = URLRequest(method, URLString, headers: headers)
    let encodedURLRequest = encoding.encode(mutableURLRequest, parameters: parameters).0
    return request(encodedURLRequest)
}

方法中首先调用了 URLRequest 方法:

func URLRequest(method: Method, URLString: URLStringConvertible, headers: [String: String]? = nil) -> NSMutableURLRequest {  
    let mutableURLRequest = NSMutableURLRequest(URL: NSURL(string: URLString.URLString)!)
    mutableURLRequest.HTTPMethod = method.rawValue

    if let headers = headers {
        for (headerField, headerValue) in headers {
        mutableURLRequest.setValue(headerValue, forHTTPHeaderField: headerField)
        }
    }

    return mutableURLRequest
}

首先创建一个 NSMutableURLRequest 设置它的 HTTP 请求方法和 HTTP header, 然后返回这个请求.

在请求被返回之后, 就进入了下一个环节 encode.

let encodedURLRequest = encoding.encode(mutableURLRequest, parameters: parameters).0  

ParameterEncoding.encoding

ParameterEncoding 是一个用来处理一系列的参数是如何被"添加"到 URL 请求上的.

Used to specify the way in which a set of parameters are applied to a URL request.

ParameterEncoding 类型中有四种不同的编码方法:

  • URL
  • JSON
  • PropertyList
  • Custom

其中 encode 方法就根据 ParameterEncoding 类型的不同返回不同的 NSMutableURLRequest

如果 PatameterEncoding 的类型为 URL, 那么就会把这次请求的参数以下面这种形式添加到请求的 URL

foo[]=1&foo[]=2  

在完成对参数的编码之后, 就会调用另一个同名的 request 方法

request(encodedURLRequest)  

Manager.sharedInstace.request(URLRequestConvertible)

request 方法根据指定的 URL 请求返回一个 Request

Creates a request for the specified URL request.

它使用 dispatch_sync 把一个 NSURLRequest 请求同步加到一个串行队列中, 返回一个 NSURLSessionDataTask. 并通过 sessiondataTask 生成一个 Request 的实例.

public func request(URLRequest: URLRequestConvertible) -> Request {  
    var dataTask: NSURLSessionDataTask!

    dispatch_sync(queue) {
        dataTask = self.session.dataTaskWithRequest(URLRequest.URLRequest)
    }

    let request = Request(session: session, task: dataTask)
    delegate[request.delegate.task] = request.delegate

    if startRequestsImmediately {
        request.resume()
    }

    return request
}

这段代码还是很直观的, 它的主要作用就是创建 Request 实例, 并发送请求.

Request.init

Request 这个类的 init 方法根据传入的 task 类型的不同, 生成了不用类型的 TaskDelegate, 可以说是 Swift 中对于反射的运用:

init(session: NSURLSession, task: NSURLSessionTask) {  
    self.session = session

    switch task {
    case is NSURLSessionUploadTask:
        self.delegate = UploadTaskDelegate(task: task)
    case is NSURLSessionDataTask:
        self.delegate = DataTaskDelegate(task: task)
    case is NSURLSessionDownloadTask:
        self.delegate = DownloadTaskDelegate(task: task)
    default:
        self.delegate = TaskDelegate(task: task)
    }
}

UploadTaskDelegate DataTaskDelegate DownloadTaskDelegateTaskDelegate 几个类的作用是处理对应任务的回调, 在 Request 实例初始化之后, 会把对应的 delegate 添加到 manager 持有的 delegate 数组中, 方便之后在对应的时间节点通知代理事件的发生.

在最后返回 request, 到这里一次网络请求就基本完成了.

ResponseSerialization

ResponseSerialization 是用来对 Reponse 返回的值进行序列化显示的一个 extension.

它的设计非常的巧妙, 同时可以处理 Data StringJSON 格式的数据,

ResponseSerializer 协议

Alamofire 在这个文件的开头定义了一个所有 responseSerializer 都必须遵循的 protocol, 这个 protocol 的内容十分简单, 其中最重要的就是:

var serializeResponse: (NSURLRequest?, NSHTTPURLResponse?, NSData?) -> Result<SerializedObject> { get }  

所有的 responseSerializer 都必须包含 serializeResponse 这个闭包, 它的作用就是处理 response.

GenericResponseSerializer

为了同时处理不同类型的数据, Alamofire 使用泛型创建了 GenericResponseSerializer<T>, 这个结构体为处理 JSON XMLNSData 等数据的 responseSerializer 提供了一个骨架.

它在结构体中遵循了 ResponseSerializer 协议, 然后提供了一个 init 方法

public init(serializeResponse: (NSURLRequest?, NSHTTPURLResponse?, NSData?) -> Result<SerializedObject>) {  
    self.serializeResponse = serializeResponse
}

response 方法

在 Alamofire 中, 如果我们调用了 reponse 方法, 就会在 request 结束时, 添加一个处理器来处理服务器的 reponse.

这个方法有两个版本, 第一个版本是不对返回的数据进行处理:

public func response(  
    queue queue: dispatch_queue_t? = nil,
    completionHandler: (NSURLRequest?, NSHTTPURLResponse?, NSData?, NSError?) -> Void)
    -> Self
{
    delegate.queue.addOperationWithBlock {
        dispatch_async(queue ?? dispatch_get_main_queue()) {
            completionHandler(self.request, self.response, self.delegate.data, self.delegate.error)
        }
    }

    return self
}

该方法的实现将一个 block 追加到 request 所在的队列中, 其它的部分过于简单, 在这里就不多说了.

另一个版本的 response 的作用就是处理多种类型的数据.

public func response<T: ResponseSerializer, V where T.SerializedObject == V>(  
    queue queue: dispatch_queue_t? = nil,
    responseSerializer: T,
    completionHandler: (NSURLRequest?, NSHTTPURLResponse?, Result<V>) -> Void)
    -> Self
{
    delegate.queue.addOperationWithBlock {
        var result = responseSerializer.serializeResponse(self.request, self.response, self.delegate.data)

        if let error = self.delegate.error {
            result = .Failure(self.delegate.data, error)
        }

        dispatch_async(queue ?? dispatch_get_main_queue()) {
            completionHandler(self.request, self.response, result)
        }
    }

    return self
}

它会直接调用参数中 responseSerializer 所持有的闭包 serializeResponse, 然后返回对应的数据.

多种类型的 response 数据

有了高级的抽象方法 response, 我们现在就可以直接向这个方法中传入不同的 responseSerializer 来产生不同数据类型的 handler

比如说 NSData

public static func dataResponseSerializer() -> GenericResponseSerializer<NSData> {  
    return GenericResponseSerializer { _, _, data in
        guard let validData = data else {
            let failureReason = "Data could not be serialized. Input data was nil."
            let error = Error.errorWithCode(.DataSerializationFailed, failureReason: failureReason)
            return .Failure(data, error)
        }

        return .Success(validData)
    }
}

public func responseData(completionHandler: (NSURLRequest?, NSHTTPURLResponse?, Result<NSData>) -> Void) -> Self {  
    return response(responseSerializer: Request.dataResponseSerializer(), completionHandler: completionHandler)
}

ResponseSerialization.swift 这个文件中, 你还可以看到其中对于 String JSON propertyList 数据处理的 responseSerializer.

URLStringConvertible

在 ALamofire 的实现中还有一些我们可以学习的地方. 因为 Alamofire 是一个 Swift 的框架, 而且 Swift 是静态语言, 所以有一些坑是必须要解决的, 比如说 NSURLString 之间的相互转换. 在 Alamofire 中用了一种非常优雅的解决方案, 我相信能够给很多人带来一定的启发.

首先我们先定义了一个 protocol URLStringConvertible (注释部分已经省略) :

public protocol URLStringConvertible {  
    var URLString: String { get }
}

这个 protocol 只定义了一个 var, 遵循这个协议的类必须实现 URLString 返回 String 的这个功能.

接下来让所有可以转化为 String 的类全部遵循这个协议, 这个方法虽然我以前知道, 不过我还是第一次见到在实际中的使用, 真的非常的优雅:

extension String: URLStringConvertible {  
    public var URLString: String {
        return self
    }
}

extension NSURL: URLStringConvertible {  
    public var URLString: String {
        return absoluteString!
    }
}

extension NSURLComponents: URLStringConvertible {  
    public var URLString: String {
        return URL!.URLString
    }
}

extension NSURLRequest: URLStringConvertible {  
    public var URLString: String {
        return URL!.URLString
    }
}

这样 String NSURL NSURLComponentsNSURLRequest 都可以调用 URLString 方法了. 我们也就可以直接在方法的签名中使用 URLStringConvertible 类型.

End

到目前为止关于 Alamofire 这个框架就大致介绍完了, 框架的实现还是非常简洁和优雅的, 这篇 post 从开始写到现在也过去了好久, 写的也不是十分的详细具体. 如果你对这个框架的实现有兴趣, 那么看一看这个框架的源代码也未尝不可.

Blog: draveness.me

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