URL加载系统之五：缓存、Cookies与协议

缓存

URL加载系统为请求提供了基于磁盘和内存的组合响应缓存。这个缓存让应用减少了对网络连接的依赖，提高了性能。

一个NSURLRequest实例通过设置缓存策略来指定本地缓存。默认的缓存策略是NSURLRequestUseProtocolCachePolicy，其行为是由协议指定的针对该协议最好的实现方式。另外几种缓存策略描述如下：

NSURLRequestReloadIgnoringCacheData：URL加载系统将从服务端加载数据，而完全忽略缓存。

NSURLRequestReturnCacheDataElseLoad：URL加载系统使用缓存数据，忽略其过期时间；只有在没有缓存版本的时候才从源端加载数据。

NSURLRequestReturnCacheDataDontLoad：允许应用指定只有在缓存中的数据应该被返回。如果在创建NSURLConnection或NSURLDownload实例时使用这个缓存策略，如果响应没有在本地缓存中，则直接返回nil。这类似于使用离线模式，且从来不进行网络连接。

需要注意的是，目前只有HTTP和HTTPS的响应还被缓存。

缓存最常用的场景是使用HTTP协议做网络请求，同时设置缓存策略为NSURLRequestUseProtocolCachePolicy。如果一个请求的NSCachedURLResponse不存在，则加载系统会从源端获取数据。如果请求的缓存响应存在于本地，则URL加载系统检查响应来确定它指定的内容必须被重新验证。如果内容必须验证，则加载系统发出一个HEAD请求到源端以确定资源是否已经改变。如果没有改变，则URL加载系统返回缓存响应对象。如果已经改变了，则URL加载系统从源端获取数据。

如果缓存响应对象没有指定内容必须被重新验证，则加载系统校验缓存响应对象的最大age或有效时间。如果缓存对象未过期，则加载系统返回缓存对象。如果响应过旧，则URL加载系统发起一个HEAD请求到源端查看资源是否已被修改。如果修改了，则URL加载系统从源端获取新的数据。否则，返回缓存响应对象。

默认情况下，连接的数据基于请求的缓存策略来进行缓存，同时由处理请求的NSURLProtocol子类来解析。如果我们需要对缓存做更精确的控制，我们可以实现一些代理方法来允许应用来确定请求是否应该缓存：

对于NSURLSession数据和上传任务，实现URLSession:dataTask:willCacheResponse:completionHandler:方法。这个代理方法只用于数据请求和上传任务。而下载任务的缓存由指定的缓存策略来决定。

对于NSURLConnection，实现connection:willCacheResponse:方法

对于NSURLSession，我们的代理方法调用一个完成处理器block来告知会话需要缓存什么东西。对于NSURLConnection，代理方法返回连接需要缓存的对象。不管是哪种情况，代理都会提供以下值之一：

允许缓存的响应对象

新创建的响应对象，用于缓存被修改的响应

NULL，以阻止缓存

代理方法也可以提供与NSCacheURLResponse对象相关的userInfo字典，将这些对象作为响应的一部分存储在缓存中。

需要注意的是，如果我们使用NSURLSession眀实现了代理方法，则代理方法必须总是调用提供的完成处理器，否则会导致内存泄露。

Cookies

由于HTTP协议是无状态的，客户端通常使用cookie来提供URL请求间数据的持久化存储。URL加载系统提供接口来创建和管理cookie，将cookie作为HTTP请求的一部分进行发送，并在解析一个服务端的响应时获取cookie。

NSHTTPCookie类封装了一个cookie，并提供了大量访问器来访问cookie的各种属性。该类同样提供了方法用于HTTP cookie头与NSHTTPCookie实例之间的互转。URL加载系统自动发送与NSURLRequest对象匹配的任何存储的cookie，除非该请求指明不需要发送cookie。同样，NSURLResponse对象是返回的cookie将根据当前设定的cookie接收策略来处理。

NSHTTPCookieStorage提供接口来管理NSHTTPCookie对象的集合。与MacOS不同的是，iOS的cookie不能在应用间共享。NSHTTPCookieStorage允许一个应用指定cookie接收策略。

协议支持

URL加载系统允许客户端程序扩展协议，以支持自定义的传输数据的方式。URL加载系统默认只支持http, https, file, ftp和data协议。

我们可以继承NSURLProtocol来实现一个自定义的协议，然后使用NSURLProtocol类的的registerClass:方法将其注册到URL加载系统中。当NSURLSession, NSURLConnection和NSURLDownload对象初始化一个NSURLRequest的连接时，URL加载系统以注册顺序的倒序来查询每一个注册类。每个类都将调用canInitWithRequest:方法，第一个返回YES的类将被用于处理请求。

如果自定义协议需要额外的属性业支持请求与响应，则通过创建NSURLRequest, NSMutableRequest和NSResponse类的类别来提供这些属性的访问器。NSURLProtocol类提供方法在这些访问器中设置和获取属性值。

URL加载系统负责在连接开始和完成时创建和释放NSURLProtocol实例。我们的应用不应该直接创建NSURLProtocol的实例。

当NSURLProtocol子类通过URL加载系统初始化时，它提供了一个实现NSURLProtocolClient协议的客户端对象。NSURLProtocol子类将消息从NSURLProtocolClient协议发送到客户端对象，来告诉URL加载系统它创建了响应，接收数据，重定向到新的URL，请求认证，完成加载等操作。如果自定义协议支持认证，还必须实现NSURLAuthenticationChallengeSender协议。