[深入淺出Cocoa]iOS網絡編程之CFNetwork

一，CFNetwork 簡介

首先來回顧下。在前文《[深入淺出Cocoa]iOS網絡編程之Socket》中，提到iOS網絡編程層次模型分爲三層：

Cocoa層：NSURL，Bonjour，Game Kit，WebKit
Core Foundation層：基於 C 的 CFNetwork 和 CFNetServices
OS層:基於 C 的 BSD socket

前文講的是最底層的 socket，本文將介紹位於 Core Foundation 中的 CFNetwork。CFNetwork 只是對 BSD socket 的進行了輕量級的封裝，但在 iOS 中使用 CFNetwork 有一個顯著的好處，那就是 CFNetwork 與系統級別的設置（如：天線設置）以及 run-loop 結合得很好。每一個線程都有自己的 run-loop，因此我們可以 CFNetwork 當中事件源加入到 run-loop 中，這樣就可以在線程的 run-loop 中處理網絡事件了。BTW，大名鼎鼎的 ASIHttpRequest 庫就是基於 CFNetwork 封裝的。

本文示例代碼就是這樣做的，源碼請查看：

https://github.com/kesalin/iOSSnippet/tree/master/KSNetworkDemo

二，CFNetwork API 簡介

CFNetwork 接口是基於 C 的，下面的接口用於創建一對 socket stream，一個用於讀取，一個用於寫入：

void CFStreamCreatePairWithSocketToHost(CFAllocatorRef alloc, CFStringRef host, UInt32 port, CFReadStreamRef *readStream, CFWriteStreamRef *writeStream);

該函數使用 host 以及 port，CFNetwork 會將該 host 轉換爲 IP 地址，並轉換爲網絡字節順序。如果我們只需要一個 socket stream，我們可以將另外一個設置爲 NULL。還有另外兩個“重載”的創建 socket sream的接口：CFStreamCreatePairWithSocket 和 CFStreamCreatePairWithPeerSocketSignature，在這裏就不一一介紹了。

注意：在使用這些 socket stream 之前，必須顯式地調用其 open 函數：

Boolean CFReadStreamOpen(CFReadStreamRef stream);

Boolean CFWriteStreamOpen(CFWriteStreamRef stream);

但與 socket 不同的是，這兩個接口是異步的，當成功 open 之後，如果調用方設置了獲取 kCFStreamEventOpenCompleted 事件的標誌的話就會其調用回調函數。

而該回調函數及其參數設置是通過如下接口進行的：

Boolean CFReadStreamSetClient(CFReadStreamRef stream, CFOptionFlags streamEvents, CFReadStreamClientCallBack clientCB, CFStreamClientContext *clientContext);

Boolean CFWriteStreamSetClient(CFWriteStreamRef stream, CFOptionFlags streamEvents, CFWriteStreamClientCallBack clientCB, CFStreamClientContext *clientContext);

該函數用於設置回調函數及相關參數。通過 streamEvents 標誌來設置我們對哪些事件感興趣；clientCB 是一個回調函數，當事件標誌對應的事件發生時，該回調函數就會被調用；clientContext 是用於傳遞參數到回調函數中去。

當設置好回調函數之後，我們可以將 socket stream 當做事件源調度到 run-loop 中去，這樣 run-loop 就能分發該 socket stream 的網絡事件了。

void CFReadStreamScheduleWithRunLoop(CFReadStreamRef stream, CFRunLoopRef runLoop, CFStringRef runLoopMode);

void CFWriteStreamScheduleWithRunLoop(CFWriteStreamRef stream, CFRunLoopRef runLoop, CFStringRef runLoopMode);

注意，在我們不再關心該 socket stream 的網絡事件時，記得要調用如下接口將 socket stream 從 run-loop 的事件源中移除。

void CFReadStreamUnscheduleFromRunLoop(CFReadStreamRef stream, CFRunLoopRef runLoop, CFStringRef runLoopMode);

void CFWriteStreamUnscheduleFromRunLoop(CFWriteStreamRef stream, CFRunLoopRef runLoop, CFStringRef runLoopMode);

當我們將 socket stream 的網絡事件調度到 run-loop 之後，我們就能在回調函數中相應各種事件，比如 kCFStreamEventHasBytesAvailable 讀取數據：

Boolean CFReadStreamHasBytesAvailable(CFReadStreamRef stream);

CFIndex CFReadStreamRead(CFReadStreamRef stream, UInt8 *buffer, CFIndex bufferLength);

或 kCFStreamEventCanAcceptBytes 寫入數據：

Boolean CFWriteStreamCanAcceptBytes(CFWriteStreamRef stream);

CFIndex CFWriteStreamWrite(CFWriteStreamRef stream, const UInt8 *buffer, CFIndex bufferLength);

最後，我們調用 close 方法關閉 socket stream：

void CFReadStreamClose(CFReadStreamRef stream);

void CFWriteStreamClose(CFWriteStreamRef stream);

三，客戶端示例代碼

與 socket 演示類似，在這裏我只演示客戶端示例。同樣，我們也在一個後臺線程中啓動網絡操作：

    NSURL * url = [NSURL URLWithString:[NSString stringWithFormat:@"%@:%@", serverHost, serverPort]];
    NSThread * backgroundThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
                                                          selector:@selector(loadDataFromServerWithURL:)
                                                            object:url];
	[backgroundThread start];

然後在 loadDataFromServerWithURL 中創建 socket 流，並設置其回調函數，將其加入到 run-loop 的事件源中，然後啓動之：

- (void)loadDataFromServerWithURL:(NSURL *)url
{
    NSString * host = [url host];
    NSInteger port = [[url port] integerValue];
    
	// Keep a reference to self to use for controller callbacks
    //
	CFStreamClientContext ctx = {0, (__bridge void *)(self), NULL, NULL, NULL};
	
	// Get callbacks for stream data, stream end, and any errors
    //
	CFOptionFlags registeredEvents = (kCFStreamEventHasBytesAvailable | kCFStreamEventEndEncountered | kCFStreamEventErrorOccurred);
	
	// Create a read-only socket
    //
	CFReadStreamRef readStream;
	CFStreamCreatePairWithSocketToHost(kCFAllocatorDefault, (__bridge CFStringRef)host, port, &readStream, NULL);
	
	// Schedule the stream on the run loop to enable callbacks
    //
	if (CFReadStreamSetClient(readStream, registeredEvents, socketCallback, &ctx)) {
		CFReadStreamScheduleWithRunLoop(readStream, CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopCommonModes);
		
	}
    else {
        [self networkFailedWithErrorMessage:@"Failed to assign callback method"];
		return;
	}
	
	// Open the stream for reading
    //
	if (CFReadStreamOpen(readStream) == NO) {
        [self networkFailedWithErrorMessage:@"Failed to open read stream"];
		
		return;
	}
	
	CFErrorRef error = CFReadStreamCopyError(readStream);
	if (error != NULL) {
		if (CFErrorGetCode(error) != 0) {
			NSString * errorInfo = [NSString stringWithFormat:@"Failed to connect stream; error '%@' (code %ld)", (__bridge NSString*)CFErrorGetDomain(error), CFErrorGetCode(error)];
            [self networkFailedWithErrorMessage:errorInfo];
		}
		
		CFRelease(error);
		
		return;
	}
	
	NSLog(@"Successfully connected to %@", url);
	
	// Start processing
    //
	CFRunLoopRun();
}

參考前面的接口說明，相信你不難理解上面的代碼。前面唯一沒有提到的接口就是 CFReadStreamCopyError，該接口用於獲取當前的錯誤信息，如果沒有錯誤則返回 NULL。

CFErrorRef CFReadStreamCopyError(CFReadStreamRef stream);

CFErrorRef CFWriteStreamCopyError(CFWriteStreamRef stream);

此外，我們還可以調用如下接口獲取 socket stream 的當前狀態：

CFStreamStatus CFReadStreamGetStatus(CFReadStreamRef stream);

CFStreamStatus CFWriteStreamGetStatus(CFWriteStreamRef stream);

在上面的代碼中，我們設置了當有數據可以讀取，流到達結尾處時以及錯誤發生時調用回調函數 socketCallback：

void socketCallback(CFReadStreamRef stream, CFStreamEventType event, void * myPtr)
{
    KSCFNetworkViewController * controller = (__bridge KSCFNetworkViewController *)myPtr;
	
	switch(event) {
        case kCFStreamEventHasBytesAvailable: {
			// Read bytes until there are no more
            //
            while (CFReadStreamHasBytesAvailable(stream)) {
				UInt8 buffer[kBufferSize];
				int numBytesRead = CFReadStreamRead(stream, buffer, kBufferSize);
				
				[controller didReceiveData:[NSData dataWithBytes:buffer length:numBytesRead]];
			}
			
            break;
        }
            
        case kCFStreamEventErrorOccurred: {
			CFErrorRef error = CFReadStreamCopyError(stream);
			if (error != NULL) {
				if (CFErrorGetCode(error) != 0) {
					NSString * errorInfo = [NSString stringWithFormat:@"Failed while reading stream; error '%@' (code %ld)", (__bridge NSString*)CFErrorGetDomain(error), CFErrorGetCode(error)];
                    
                    [controller networkFailedWithErrorMessage:errorInfo];
				}
				
				CFRelease(error);
			}
			
			
            break;
		}
			
        case kCFStreamEventEndEncountered:
            // Finnish receiveing data
            //
			[controller didFinishReceivingData];
			
			// Clean up
            //
			CFReadStreamClose(stream);
			CFReadStreamUnscheduleFromRunLoop(stream, CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopCommonModes);
			CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
            
            break;
			
        default:
            break;
    }
}

上面的代碼也很好理解，當有數據可以讀取時，讀取之，然後更新 UI；當流到達結尾處時，關閉流，執行清理工作；當錯誤發送時，報告錯誤信息。

四，擴展

雖然上面的代碼只演示瞭如何使用 CFNetwork 的 CFReadStream 來讀取數據，寫入數據使用 CFWriteStream，其工作流程也是一樣的。在這裏就不再介紹了。更多《深入淺出Cocoa》系列文章，敬請訪問CSDN專欄：http://blog.csdn.net/column/details/cocoa.html

[深入淺出Cocoa]iOS網絡編程之CFNetwork

一，CFNetwork 簡介

二，CFNetwork API 簡介

三，客戶端示例代碼

四，擴展

讓gcc支持成員函數模板的trick

[深入淺出Cocoa]iOS網絡編程之CFNetwork

Win7下運行小雨傘tinyumbrella-5/6異常：Exception in thread "AWT-EventQueue-0"解決辦法

八一八招聘的那些事兒

招聘：有興趣做一個與Android對等的操作系統麼？

Mac下配置sublime實現LaTeX

https://yachay.unat.edu.pe/blog/index.php?comment_area=format_blog&comment_component=blog&comment_co

linux以太網驅動總結