CFNetwork

CFNetwork

存在于CoreFoundation中的一个地级别但高性能的网络框架。BSD套接字的扩展,CFNetwork物理上和理论上都基于BSD套接字。有大量的Cocoa框架依赖于CFNetwork

CFNetwork更侧重与网络协议,Foundation则更倾向于API数据请求等,虽然框架也提供了一些操作,但是远不如CFNetwork丰富。在学习CFNetwork之前,需要先了解2个基础API框架: CFSocketCFStream

CFSocket API

套接字是网络通信的底层,一个套接字类似于电话的插孔,他允许链接到另外一个电话插孔并传输一些信息过去。最常见的套接字是BSD套接字。CFSocket是BSD套接字的一个抽象概念,在很小开销的情况下,几乎提供了全部BSD套接字的功能,并将套接字集成到一个Loop中。并且,CFSocket可以处理任何类型的套接字。

CFStream API

读写流,提供一种简单的方法进行媒体数据的交换,与设备无关。你可以为内存中、文件中或者网络中的数据创建流,并且你可以在不把数据加载到内存中的情况下使用流。流是一个字节序列串行传输的通信路径,流是单向的,通常情况下,为了双向通信,需要输入(CFReadStream)、输出流(CFWriteStream)。除了基于文件的流,你不能寻找一个流,一旦数据流被提供或者被消耗,就不能从流中重新取出。


CFStream构建在CFSocket之上,在CFHTTPCFFTP之下。如图可以看出,尽管CFStream不是CFNetwork正式的部分,但它是几乎所有CFNetwork的基础。CFNetwork框架的层级设计:

图1-1

CFNetwork API

CFNetwork又分成了几个单独的API,分别负责一个特定的的网络协议,这些API可以结合或分开使用,这取决于App的实际需要。

CFFTP

CFFTP使与FTP服务器通信更加便利。创建写入流与读取流,使用读写流,你可以进行的操作包括:

  • 从FTP服务器下载文件
  • 上传文件到FTP服务器
  • 获得FTP服务器下目录
  • 创建目录到FTP服务器
CFHTTP

发送和接受HTTP消息,CFFTP是FTP协议的抽象,CFHTTP是HTTP协议的抽象。超文本传输协议(HTTP)是一种客户端/服务端的请求/响应协议,客户端创建请求消息,请求消息被序列化,转换为原始字节流,发送字节流到服务器,服务器收到进行反序列化处理并响应。

要创建一个HTTP请求,需指定一些基础的内容:

  • 请求的方法,比如GET、POST、HEAD等
  • URL 资源定位,比如http://www.apple.com
  • HTTP版本,比如1.0、2.0
  • 消息主题,字节流
  • 消息头

消息创建后,需将其序列化后进行传递,序列化后一般的请求样式为:

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GET / HTTP/1.0\r\nUser-Agent: UserAgent\r\nContent-Length: 0\r\n\r\n
CFHTTPAuthentication

完成身份验证。

CFHost

获取主机信息,包括名称、地址、可达性信息等。获取信息的过程被称为解析

所有的CFNetwork、CFHost都兼容IPv4与IPv6,使用CFHost,可以透明的使用代码对IPv4、IPv6进行处理。

CFNetServices

如果你想让你的应用使用Bonjour注册一个服务或发现服务可以使用CFNetServices。Bonjour是苹果零配置网络(ZEROCONF)的实现,它允许你发布、发现和解析网络服务。

CFNetDiagnostics

连接到网络的应用依赖于一个稳定的链接。如果网络不稳定,这将导致应用程序的问题。采用CFNetDiagnostics API,用户可以自己诊断如下网络问题:

  • 物理连接失败(例如,未插入电缆)
  • 网络故障(例如,DNS或DHCP服务器不再响应)
  • 配置失败(例如,代理配置不正确)

由下至上的进行学习

CFSocket

官方文档

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#import <CFNetwork/CFNetwork.h>
#import <sys/socket.h>
#import <netinet/in.h>
#import <arpa/inet.h>
#import <unistd.h>

进入第一个socket程序:

  1. 添加2个全局变量供下面
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CFSocketRef socket; // socket引用
CFDataRef dataRef; // 存储服务器地址信息
  1. 创建socket并发送、接收消息
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// 创建socket连接
CFSocketContext context = {
0, // 结构体的版本,必须为0
(__bridge void *)(self), // 一个任意指针的数据,可以用在创建时CFSocket对象相关联。这个指针被传递给所有的上下文中定义的回调。
NULL, // 一个定义在上面指针中的retain的回调, 可以为NULL
NULL,
NULL
};
// 创建socket引用
socket = CFSocketCreate(
kCFAllocatorDefault, // 为新对象分配内存,可以为nil
PF_INET, // 协议族,如果为0或者负数,则默认为PF_INET
SOCK_STREAM, // 套接字类型,如果协议族为PF_INET,则它会默认为SOCK_STREAM,
IPPROTO_TCP, // 套接字协议,如果协议族是PF_INET且协议是0或者负数,它会默认为IPPROTO_TCP
kCFSocketConnectCallBack, // 触发回调函数的socket消息类型,具体见Callback Types
TCPServerConnectCallBack, // 上面情况下触发的回调函数
&context // 一个持有CFSocket结构信息的对象,可以为nil
);

实现callBack方法

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static void
TCPServerConnectCallBack(CFSocketRef s, CFSocketCallBackType type, CFDataRef address, const void *data, void *info) {
if ( data != NULL ) {
// 当socket为kCFSocketConnectCallBack时,失败时回调失败会返回一个错误代码指针,其他情况返回NULL
NSLog(@"连接失败");
return;
}
UIViewController * vc = (__bridge UIViewController *) info;
[vc performSelector:@selector(sendMessage) withObject:nil];
[vc performSelector:@selector(readStream) withObject:nil];
}
  1. 创建服务器地址信息
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// 创建服务端信息
struct sockaddr_in addr4; // IPv4, sockaddr_in6
memset(&addr4, 0, sizeof(addr4));
addr4.sin_len = sizeof(addr4);
addr4.sin_family = AF_INET;
addr4.sin_port = htons(18800);
addr4.sin_addr.s_addr = inet_addr([localHost UTF8String]);
dataRef = CFDataCreate(kCFAllocatorDefault, (UInt8 *)&addr4, sizeof(addr4));
  1. 连接
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if ( socket ) {
CFSocketError e = CFSocketConnectToAddress(socket, dataRef, -1);
if ( e ) {
NSLog(@"Error!");
return;
}
CFRunLoopRef runLoopRef = CFRunLoopGetCurrent();
CFRunLoopSourceRef runLoopSourcesRef = CFSocketCreateRunLoopSource(kCFAllocatorDefault, socket, 0);
CFRunLoopAddSource(runLoopRef, runLoopSourcesRef, kCFRunLoopCommonModes);
CFRelease(runLoopSourcesRef);
} else {
NSLog(@"连接失败");
}
  1. 接收与发送消息
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- (void) readStream {
char buffer[1024];
while (recv(CFSocketGetNative(socket), //与本机关联的Socket 如果已经失效返回-1:INVALID_SOCKET
buffer, sizeof(buffer), 0)) {
NSLog(@"%@", [NSString stringWithUTF8String:buffer]);
}
}
- (void)sendMessage {
NSString *stringTosend = @"你好";
CFSocketError e = CFSocketSendData(socket, dataRef, CFDataCreate(kCFAllocatorDefault, (UInt8 *)[stringTosend UTF8String], sizeof([stringTosend UTF8String])), 1);
if ( e ) {
}
}
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NSString * localHost = @"120.27.139.39"; // 该地址为测试IP地址, 仅供测试连接使用

以上步骤没问题的话,可以成功的连接到服务器并发送一条消息。

参考文档

CFStream

尝试对文件的读取,文件直接存在于项目工程目录下,通过NSBundle来加载。

  • 创建读入流
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// 创建读入流
NSString *pdfPath = [[NSBundle mainBundle]
pathForResource:@"File" ofType:@"txt"];
NSURL *pdfUrl = [NSURL fileURLWithPath:pdfPath];
CFReadStreamRef myReadStream = CFReadStreamCreateWithFile(kCFAllocatorDefault, (CFURLRef)pdfUrl);

读取文件内容

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if (!CFReadStreamOpen(myReadStream)) {
CFStreamError myErr = CFReadStreamGetError(myReadStream);
// 发生了错误
if (myErr.domain == kCFStreamErrorDomainPOSIX) {
// Interpret myErr.error as a UNIX errno.
} else if (myErr.domain == kCFStreamErrorDomainMacOSStatus) {
// Interpret myErr.error as a MacOS error code.
OSStatus macError = (OSStatus)myErr.error;
NSLog(@"%d", macError);
}
} else {
NSLog(@"打开成功");
CFIndex numBytesRead;
do {
UInt8 buf[1024 * 1024]; // define myReadBufferSize as desired
numBytesRead = CFReadStreamRead(myReadStream, buf, sizeof(buf));
if( numBytesRead > 0 ) {
NSLog(@"%s", buf);
} else if( numBytesRead < 0 ) {
CFStreamError error = CFReadStreamGetError(myReadStream);
NSLog(@"%ld %d", error.domain, error.error);
} else {
NSLog(@"去读结束");
}
} while( numBytesRead > 0 );
NSLog(@"读取完毕");
CFReadStreamClose(myReadStream);
CFRelease(myReadStream);
myReadStream = NULL;
}

正常执行,会在控制台打印工程目录下File.txt文件的内容。

  • 创建写入流
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NSString * document = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(NSLibraryDirectory, NSUserDomainMask, YES).lastObject;
NSString * p = [document stringByAppendingPathComponent:@"a.txt"];
if ( ![[NSFileManager defaultManager] fileExistsAtPath:p] ) {
[[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:p contents:nil attributes:nil];
}
CFWriteStreamRef myWriteStream =
CFWriteStreamCreateWithFile(kCFAllocatorDefault, (CFURLRef)[NSURL fileURLWithPath:p]);

开始写入操作

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if (!CFWriteStreamOpen(myWriteStream)) {
CFStreamError myErr = CFWriteStreamGetError(myWriteStream);
// An error has occurred.
if (myErr.domain == kCFStreamErrorDomainPOSIX) {
// Interpret myErr.error as a UNIX errno.
} else if (myErr.domain == kCFStreamErrorDomainMacOSStatus) {
// Interpret myErr.error as a MacOS error code.
OSStatus macError = (OSStatus)myErr.error;
// Check other error domains.
NSLog(@"%d", macError);
}
}
NSLog(@"%ld",CFWriteStreamGetStatus(myWriteStream));
const char * buf = "World !";
CFIndex bufLen = (CFIndex)strlen(buf);
if ( CFWriteStreamCanAcceptBytes(myWriteStream) ) {
NSLog(@"可以接受字节");
CFIndex bytesWritten = CFWriteStreamWrite(myWriteStream, (UInt8 *)buf, (CFIndex)bufLen);
NSLog(@"%ld", bytesWritten);
} else {
NSLog(@"不可以接受字节");
}
CFWriteStreamClose(myWriteStream);
CFRelease(myWriteStream);
myWriteStream = NULL;

如果正常运行的话, 会在项目本沙箱地址Library中存在a.txt并且内容为World !

官方文档

CFHTTP

创建一个Request

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CFStringRef bodyString = CFSTR("Hello");
CFStringRef headerFieldName = CFSTR("X-My-Favorite-Field");
CFStringRef headerFieldValue = CFSTR("Dreams");
CFStringRef url = CFSTR("http://www.apple.com");
CFURLRef myURL = CFURLCreateWithString(kCFAllocatorDefault, url, NULL);
CFStringRef requestMethod = CFSTR("GET");
CFHTTPMessageRef myRequest =
CFHTTPMessageCreateRequest(kCFAllocatorDefault, requestMethod, myURL,
kCFHTTPVersion1_1);
CFDataRef bodyDataExt = CFStringCreateExternalRepresentation(kCFAllocatorDefault, bodyString, kCFStringEncodingUTF8, 0);
CFHTTPMessageSetBody(myRequest, bodyDataExt);
CFHTTPMessageSetHeaderFieldValue(myRequest, headerFieldName, headerFieldValue);
CFDataRef mySerializedRequest = CFHTTPMessageCopySerializedMessage(myRequest);
CFRelease(myRequest);
CFRelease(myURL);
CFRelease(url);
CFRelease(mySerializedRequest);
myRequest = NULL;
mySerializedRequest = NULL;

mySerializedRequest即为序列化后的Request内容。

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(lldb) po [[NSString alloc] initWithData:(NSData *)mySerializedRequest encoding:NSUTF8StringEncoding]
GET / HTTP/1.1
X-My-Favorite-Field: Dreams
Hello

通过lldb打印可以看到内容。

创建请求并发送

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CFReadStreamRef myReadStream = CFReadStreamCreateForHTTPRequest(kCFAllocatorDefault, myRequest);
CFReadStreamOpen(myReadStream);
CFHTTPMessageRef myResponse = (CFHTTPMessageRef)CFReadStreamCopyProperty(myReadStream, kCFStreamPropertyHTTPResponseHeader);
CFStringRef myStatusLine = CFHTTPMessageCopyResponseStatusLine(myResponse);
UInt32 myErrCode = CFHTTPMessageGetResponseStatusCode(myResponse);

其中CFReadStreamCreateForHTTPRequest类似的API已经弃用,苹果希望使用NSURLSession。

官方文档

Communicating with Authenticating HTTP Servers

官方文档

CFFTP

官方文档

网络诊断

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CFNetDiagnosticDiagnoseProblemInteractively()

注:文中内容90%来自官方文档。

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