WWDC18 Session 715 Introducing Network.framework: A modern alternative to Sockets
现代化的传输 API
说起 Socket ，我回头望了一眼书架上厚厚的 UNIX 网络编程 卷1: 套接字联网 API（第 3 版) ，而她的姊妹进程间通信我连塑封膜都没拆开。的确，这套最早来自 BSD 的 API 很让人头疼。虽然她们依然是跨平台程序的最佳选择，但是我想应该没有哪个小伙伴在项目中会有勇气从这些 API 开始构筑，至少是 CFNetwork 或者 NSNetwork 中的现成接口。更一般性的是选一些面向对象的第三方库，比如老牌的 CocoaAsyncSocket。当然作为 Swift 老法师我也会推荐你看看 IBM 出品的 BlueSocket。
Socket 编程有很多需要解决的问题，最重要的 3 个大问题，以及更多的细节问题：
* 连接的变动
当前，URLSession 底层就是使用 Network.framework 完成基础连接的。特地查了一下，相关私有 API 是从 iOS 9 开始存在的" style=“margin: auto” />
在未来，Apple 希望你能够将原来的 Socket API 全部替换为全新的 Network.framework。（iOS 又有人要了！）
Network.framework 的特点
- 智能建立连接
- 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🔥🔥🔥
开始你的第一次连接
Socket 主要使用的三种场景：游戏联机、流式视频传输、在线聊天。
使用传统 Socket 建立连接
1.使用 getaddrinfo() 查询 DNS
2.使用正确的地址族去调用 socket() 3.使用 setsockopt() 设置 socket 选项
4.调用 connect() 开始 TCP 连接
5.等待直到一个可写入的事件回调
使用 Network.framework 建立连接
1.使用 NWEndPoint 与 NWParameters 创建连接
2.调用 connection.start() 3.等待连接进入 .ready 的状态
对就是这么简单，完全的原生 Swift 支持，又面向对象，又支持闭包。这样的接口，你不心动么？
连接的生命周期
在连接设置完毕以后，就会进入 准备 状态。而针对移动设备复杂的网络状态，你需要更加智能的建立连接。
而使用 Network.framework ，你可以十分简单的对网络路径进行配置，比如下面的例子中，指定了仅使用蜂窝网络、使用 IPv6 协议、与禁止代理。都仅是一行命令就完成了。特别当你需要为特定连接指定连接方式时，这个框架能极大提高你的效率。
在准备完毕以后，连接可能进入 等待 、就绪 或 失败 状态。当然在你取消连接时也会进入 取消 状态。
案例：流式视频传输
该案例使用 UDP 进行视频的实时传输，出于简化考虑，并未对视频帧做任何编码，直接把裸数据封包，并通过 UDP 传输。在接收端，解包数据并重新封装为视频帧，直接进行播放。案例中也使用了 Bonjour 服务来进行快速设备配对连接。
在监听端的代码异常简单，甚至连 Bonjour 服务也已经整合好了。你要做的仅仅是指定 .udp 并指定正确的 Bonjour 服务名称。
最佳的数据传输方式
数据的发送与接收
单帧发送
// Send a single frame
func sendFrame(_ connection: NWConnection, frame: Data) {// The .contentProcessed completion provides sender-side back-pressureconnection.send(content: frame, completion: .contentProcessed { (sendError) inif let sendError = sendError {// Handle error in sending} else {// Send has been processed, send the next framelet nextFrame = generateNextFrame()sendFrame(connection, frame: nextFrame)}})
}使用 batch 发送多个数据报
// Hint that multiple datagrams should be sent as one batch
connection.batch {for datagram in datagramArray {connection.send(content: datagramArray, completion: .contentProcessed { (error) in// Handle error in sending}})
}在接收时，提供了方便的方法来读取消息头
// Read one header from the connection
func readHeader(connection: NWConnection) {// Read exactly the length of the headerlet headerLength: Int = 10connection.receive(minimumIncompleteLength: headerLength, maximumLength: headerLength) { (content, contentContext, isComplete, error) inif let error = error {// Handle error in reading} else { // Parse out body lengthreadBody(connection, bodyLength: bodyLength)}}
}
// Follow the same pattern as readHeader() to read exactly the body length
func readBody(_ connection: NWConnection, bodyLength: Int) { ... }高级选项
显式拥塞通知(Explicit Congestion Notification)
在所有 TCP 连接中 ECN 是默认开启的。
在 UDP 连接中为每个数据包标记 ECN 的方法：
let ipMetadata = NWProtocolIP.Metadata()
ipMetadata.ecn = .ect0
let context = NWConnection.ContentContext(identifier: "ECN", metadata: [ ipMetadata ])
connection.send(content: datagram, contentContext: context, completion: .contentProcessed{..})服务等级（网络队列优先级）
为整个连接更改服务等级
let parameters = NWParameters.tls
parameters.serviceClass = .background为每个 UDP 数据包更改服务等级
let ipMetadata = NWProtocolIP.Metadata()
ipMetadata.serviceClass = .signaling
let context = NWConnection.ContentContext(identifier: "Signaling", metadata: [ ipMetadata ])
connection.send(content: datagram, contentContext: context, completion: .contentProcessed{..})快速连接（Fast Open Connections）
允许在连接上快速打开需要发送幂等数据
parameters.allowFastOpen = true
let connection = NWConnection(to: endpoint, using: parameters)
connection.send(content: initialData, completion: .idempotent)
connection.start(queue: myQueue)可以手动启用 TCP Fast Open 以通过 TFO 运行 TLS
let tcpOptions = NWProtocolTCP.Options()
tcpOptions.enableFastOpen = true允许失效的 DNS 查询结果
主动使用失效的 DNS 查询结果
parameters.expiredDNSBehavior = .allow
let connection = NWConnection(to: endpoint, using: parameters)
connection.start(queue: myQueue)新的 DNS 查询会同步进行
处理网络连接的变动
开始连接
-
.waiting状态暗示连接还未建立 - 避免在网络连接开始前检查可用性
- 在需要时在
NWParameters限制连接类型
处理网络连接状态的变化
主要是两个状态，一个是 isViable 当前连接是否可用，一个是 betterPathAvailable 是否有更佳的连接路径。她们也都提供了相应的闭包来处理
// Handle connection viability
connection.viabilityUpdateHandler = { (isViable) inif (!isViable) {// Handle connection temporarily losing connectivity} else {// Handle connection return to connectivity}
}
// Handle better paths
connection.betterPathUpdateHandler = { (betterPathAvailable) inif (betterPathAvailable) {// Start a new connection if migration is possible} else {// Stop any attempts to migrate}
}开始实践
应避免的做法
不应继续使用的接口
CoreFoundation 中 CFStream 绑定的相关方法及 CFSocket
Foundation 中与 NSStream 绑定、NSNetService 监听、NSSocketPort 以及 SystemConfiguration 中的 SCNetworkReachability。
推荐的接口
当然是 URLSession 和 Network.framework。
ssion` 和 Network.framework。
