【iOS开发】URLSession简介 & 大文件下载断点续传

首先介绍下这个Demo：点击开始下载后，开始下载一张图片；可以暂停，然后继续下载；上面可以显示下载进度；下载完成后，把下面的图片替换成我们下载的图片。

界面

为了实现下载功能，这里用到的一个主要类URLSession，下面首先介绍一下这个类。

URLSession

URLSession类原生支持data、file、ftp、http和https协议。跟它比较相关的另外一个类是URLSessionConfiguration，这个类可以用来设置会话的相关配置，在初始化会话实例时，有可能会用到。

URLSession类的层次结构

URLSession类的层次结构如下：

URLSession：一个会话对象
URLSessionConfiguration：一个会话配置对象，用户初始化会话
URLSessionTask：一个会话任务基类，下面三个是它的子类
- URLSessionDataTask：获取URL内容并把获取到的内容作为Data的任务
  - URLSessionUploadTask：URLSessionDataTask的子类，一个上传文件的任务
- URLSessionDownloadTask：获取URL内容并把获取到的内容存储到ROM的任务
- URLSessionStreamTask：用于建立TCP/IP连接的任务

URLSessionAPI还提供了以下代理协议

URLSessionDelegate：定义了处理会话级别的代理方法
URLSessionTaskDelegate：定义了处理任务级别的代理方法
URLSessionDataDelegate：定义了处理数据和上传任务级别的代理方法
URLSessionStreamDelegate：定义了处理流任务级别的代理方法

初始化URLSession实例

在初始化一个URLSession的实例时，可以有四种情况，每一种情况处理不同的请求：

URLSession有一个单例shared，这个单例没有设置会话的相关配置，可以用于基本请求。
使用URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration.default。通过这种方式初始化的实例，类似于单例，但是这种方式可以设置一个代理，然后获取相关数据。这种方式会把缓存保存到ROM中、把证书保存到用户的钥匙链，同时也会保存cookie。
使用URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration. ephemeral，通过这种方式初始化的实例，类似于第二种创建方式，但是这种方式不会把缓存、证书和其他与会话相关的数据保存到ROM中，而是保存在RAM中，当会话失效后，这些数据会被自动清除。除非你自己手动保存到文件中。这种模式的优点主要是能保护用户的隐私。
使用URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "download")，通过这种方式初始化的实例，可以支持HTTP和HTTPS在后台上传和下载文件。如果应用被系统杀死或者重新启动，应用可以使用同一个identifier来创建一个新的会话配置对象，并获取被系统杀死时的传输状态。如果是被用户手动终止程序，那么系统会取消所有这个会话控制的后台传输，而且系统不会自动重新打开程序。只有用户手动重新启动应用，然后继续下载任务。让应用支持后台上传和下载，还需要把会话配置对象的属性isDiscretionary设置为true。

URLSession的使用步骤

根据实际情况，创建一个会话配置URLSessionConfiguration对象
创建会话URLSession对象
使用会话对象创建一个任务
调用任务的resume()方法，开始执行任务

任务开始之后，会话将会调用以下代理方法：

最初与服务器握手需要一个连接认证，例如SSL客户端证书，会话调用urlSession(_:task:didReceive:completionHandler:)或者urlSession(_:didReceive:completionHandler:)代理方法。
如果任务数据使用一个流提供的，调用urlSession(_:task:needNewBodyStream:)方法来获取一个InputStream对象，以为新的请求提供数据。
在最初传数据给服务器时，代理将会周期性地收到urlSession(_:task:didSendBodyData:totalBytesSent:totalBytesExpectedToSend:)回调，在这个回调中，描述了上传过程。
服务器发回响应
如果响应里面要求需要认证，会话调用urlSession(_:task:didReceive:completionHandler:)。回到第二步。
如果响应是一个HTTP回调响应，会话调用urlSession(_:task:willPerformHTTPRedirection:newRequest:completionHandler:)。在这个代理方法里面，使用已提供的URLRequest对象、一个新的URLRequest对象（用于回调一个不同的URL）或者nil（把回调的响应体最为一个有效的响应并且把它返回最为结果）来执行completionHandler。

如果使用了这个回调，回到第二步。
如果代理没有实现这个方法，回调会跟踪回调的最大数量。

对于使用downloadTask(withResumeData:)或者downloadTask(withResumeData:completionHandler:)创建的下载任务，会调用urlSession(_:downloadTask:didResumeAtOffset:expectedTotalBytes:)。
对于一个数据任务，会调用urlSession(_:dataTask:didReceive:completionHandler:)。决定是否把数据任务转换为下载任务，然后调用completionHandler来继续接收数据或者下载数据。

如果选择把数据任务转换为下载任务，会话会调用urlSession(_:dataTask:didBecome:)，调用这个方法之后，代理不会在从数据任务收到回调，而是收到下载任务回调。

在从服务器传输过程中，代理会周期性的收到任务级别的回调来报告传输的过程。

对于数据任务，会话调用urlSession(_:dataTask:didReceive:)。
对于下载任务，会话调用urlSession(_:downloadTask:didWriteData:totalBytesWritten:totalBytesExpectedToWrite:)。使用任务的cancel(byProducingResumeData:)方法来取消下载。通过任务的downloadTask(withResumeData:)和downloadTask(withResumeData:completionHandler:)来开启一个新的下载任务继续下载，回到第一步。

对于一个数据任务，会话可能会调用urlSession(_:dataTask:willCacheResponse:completionHandler:)。在这里，你要决定是否允许缓存。如果没有实现这个方法，那么将会默认使用会话配置对象指定的缓存策略来执行。
如果响应是多重编码的，会话可能会调用多次didReceiveResponse方法。
如果一个下载任务完成，会话调用urlSession(_:downloadTask:didFinishDownloadingTo:)，这个方法中有一个文件临时存放的位置。我们需要在这里使用这些数据或者把数据保存到一个永久的位置。
当任务完成时，会话调用urlSession(_:task:didCompleteWithError:)，这个方法中有一个可选的error，如果error为nil，那么意味着文件已经下载完成。如果一个下载任务被用户暂停，下载任务可以继续，并且error不为nil，这个error中包含了一个userInfo字典，NSURLSessionDownloadTaskResumeData键对应的值就是目前已经下载的数据，我要要保存起来供继续下载使用。调用会话的downloadTask(withResumeData:)或者downloadTask(withResumeData:completionHandler:)方法新建一个下载任务，继续下载未完成的内容。如果这个任务不能继续，那么需要重新新建一个下载任务，重新下载。

代码演示

用一个结构来存储这个控制器要用到的常量：

private struct Constants {
    static let kDownload = "Download"
    static let kStartDownload = "开始下载"
    static let kPauseDownload = "暂停下载"
    static let kResumeDownload = "继续下载"
    static let kCompleteDownload = "下载完成"
}

点击下载按钮后，根据按钮的标题做相应的操作：

    @IBAction func startDownload(_ button: UIButton) {
        switch button.currentTitle! {
            
        case Constants.kStartDownload:
            currentTitle = Constants.kPauseDownload
            UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = true
            
            // 创建会话相关配置
            let config = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: Constants.kDownload)
            // 在应用进入后台时，让系统决定决定是否在后台继续下载。如果是false，进入后台将暂停下载
            config.isDiscretionary = true
            
            // 创建一个可以在后台下载的session (其实会话的类型有四种形式)
            session = URLSession(configuration: config, delegate: self, delegateQueue: .main)
            task = session.downloadTask(with: request)
            task.resume()
            
        case Constants.kPauseDownload:
            UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = false
            currentTitle = Constants.kResumeDownload
            
            // 保存已经下载的位置
            task.cancel { (data) in
                self.resumeData = data
            }
            
        case Constants.kResumeDownload:
            UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = true
            currentTitle = Constants.kPauseDownload
            
            // 重新建立一个下载任务，继续下载未完成的数据
            task = session.downloadTask(withResumeData: resumeData)
            task.resume()
            
        case Constants.kCompleteDownload:
            print("kCompleteDownload-----下载完成")
            
        default:
            break
        }
    }

下面是实现URLSessionDownloadDelegate的代理方法：

extension ViewController: URLSessionDownloadDelegate {
    
    // 每下载完一部分调用，可能会调用多次
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didWriteData bytesWritten: Int64, totalBytesWritten: Int64, totalBytesExpectedToWrite: Int64) {
        progressView.progress = Float(totalBytesWritten) / Float(totalBytesExpectedToWrite)
        
        print(progressView.progress)
    }
    
    // 下载完成后调用
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) {
        // 下载完成后，保存到缓存目录
        let destination = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.cachesDirectory, .userDomainMask, true).last! + "/" + downloadTask.response!.suggestedFilename!
        do {
            try FileManager.default.moveItem(atPath: location.path, toPath: destination)
        }
        catch {
            print(error.localizedDescription)
        }
        
        UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = false
        imageView.image = UIImage(contentsOfFile: destination)
        currentTitle = Constants.kCompleteDownload
        // 在后台下载完成，重新进入前台，把progress设置为1.0；如果不设置，progress的值是进入后台之前的值
        progressView.progress = 1.0
        session.invalidateAndCancel() // 下载完成，使session失效
    }
    
    // 任务完成时调用，但是不一定下载完成；用户点击暂停后，也会调用这个方法
    func urlSession(_ session: URLSession, task: URLSessionTask, didCompleteWithError error: Error?) {
        if error != nil {
            // 如果下载任务可以恢复，那么NSError的userInfo包含了NSURLSessionDownloadTaskResumeData键对应的数据，保存起来，继续下载要用到
            if let data = (error as! NSError).userInfo[NSURLSessionDownloadTaskResumeData] as? Data {
                resumeData =  data
            }
        }
    }
    
    // 继续下载时调用
    func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didResumeAtOffset fileOffset: Int64, expectedTotalBytes: Int64) {
        print("didResumeAtOffset-----继续下载")
    }
}

关键代码都在这里，大家可以下载Demo。有什么问题，欢迎留言。谢谢！

Demo地址 >>

转载作者：Lebron_James
链接：https://www.jianshu.com/p/af3eb9501fe0
来源：简书

【iOS开发】URLSession简介 & 大文件下载断点续传

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