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iOS断点下载、kill掉APP可继续下载

2019-01-10  本文已影响33人  CoderLocus

一、 AFN3.0 下载过程

  1. 第一步肯定是创建AFURLSessionManager，配置一些NSURLSessionConfiguration，这一步我就不做多的叙述了。

不过因为我们是断点下载，可以在不同的地方都调用，而且为了调用方便，我们直接提供类(+)方法，但有一些成员变量可以重复使用，例如AFURLSessionManager，综合考虑，将折现成员变量声明称静态变量，并在+initialize方法里使用dispatch_once初始化。

  1. 创建NSURLSessionDownloadTask：

    - (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithRequest:(NSURLRequest *)request
                                      progress:(void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgressBlock
                                   destination:(NSURL * (^)(NSURL *targetPath, NSURLResponse *response))destination
                             completionHandler:(void (^)(NSURLResponse *response, NSURL *filePath, NSError *error))completionHandler {}

- (NSURLSessionDownloadTask *)downloadTaskWithResumeData:(NSData *)resumeData
                                         progress:(void (^)(NSProgress *downloadProgress)) downloadProgressBlock
                                      destination:(NSURL * (^)(NSURL *targetPath, NSURLResponse *response))destination
                                completionHandler:(void (^)(NSURLResponse *response, NSURL *filePath, NSError *error))completionHandler {}

我们可以看到AFN给我们提供了两个创建NSURLSessionDownloadTask的方法，第一种方式是通过NSURLRequest创建，第二种方式是通过NSData创建。通过参数我们也能看出来，第一种是为了第一次下载提供的，第二种是为了我们做断点下载提供的。

  1. 开始下载

    [task resume];
下载时，会在tmp文件中生成下载的临时文件，
文件名是CFNetworkDownload_XXXXXX.tmp，后缀由系统随机生成
下载完将临时文件移动到目的路径，路径为创建DownloadTask时传入的destination参数

  2. 暂停下载

    [task suspend]
暂停后task依然有效，通过resume又可以恢复下载

  3. 取消下载任务，取消下载任务，当前的task会失效，如果想继续下载，需要重新创建下载任务

    [task cancel]
[task cancelByProducingResumeData:^(NSData * _Nullable resumeData) {}]
1. 第二种手动取消任务，会返回一个resumeData，这个参数是我们做断点下载所必须的，我们可以直接通过resumeData开启一个新的下载任务，发起下载请求
2. 取消任务时，只有满足以下的各条件，才会产生resumeData
    1. 自从资源开始请求后，资源未更改过
    2. 任务必须是 HTTP 或 HTTPS 的 GET 请求
    3. 服务器在response信息汇总提供了 ETag 或 Last-Modified头部信息
    4. 服务器支持 byte-range 请求
    5. 下载的临时文件未被删除

二、断点下载的实现

源自网络：下载交互过程顺序图

  1. 为什么会出现断点下载，我分了三种情况

    1. 手动取消，也就是我们提供给用户或我们项目内部调用了1.5中的cancel方法
    2. 网络、服务器异常，导致下载失败
    3. 用户手动kill掉APP

  2. 第二情况的断点下载实现(部分网络错误)：

     ALDownloadManagerCompletion completeBlock = ^(NSURLResponse *response, NSURL *filePath, NSError *error) {
     if (!error) { // 任务完成或暂停下载
         [self removeResumeDataWithUrl:url];
         [self removeTaskWithUrl:url];
     } else  { // 部分网络出错，会返回resumeData
         NSData *resumeData = error.userInfo[NSURLSessionDownloadTaskResumeData];
         if (resumeData) [self saveResumeData:resumeData url:url];
     }
 }

部分网络错误，在error.userInfo中我们是可以获取到resumeData，可以直接用于断点下载。

  1. 第三种情况最复杂

    1. 尝试在网络失败时获取resumeData，由于时间太短，不可行

    2. 尝试通过监听UIApplicationWillTerminateNotification的通知，在app要结束的时候获取resumeData并保存，但现实还是比较残酷，由于时间太短还是无法获取resumeData，不可行

    3. 从resumeData入手，进行解析

      <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE plist PUBLIC "-//Apple//DTD PLIST 1.0//EN" "http://www.apple.com/DTDs/PropertyList-1.0.dtd">
<plist version="1.0">
<dict>
     <key>NSURLSessionDownloadURL</key>
         <string>http://downloadUrl</string>
     <key>NSURLSessionResumeBytesReceived</key>
         <integer>1474327</integer>
     <key>NSURLSessionResumeCurrentRequest</key>
         <data>
          ......
         </data>
     <key>NSURLSessionResumeEntityTag</key>
         <string>"XXXXXXXXXX"</string>
     <key>NSURLSessionResumeInfoTempFileName</key>
         <string>CFNetworkDownload_XXXXX.tmp</string>
     <key>NSURLSessionResumeInfoVersion</key>
         <integer>2</integer>
     <key>NSURLSessionResumeOriginalRequest</key>
         <data>
          .....
         </data>
     <key>NSURLSessionResumeServerDownloadDate</key>
          <string>week, dd MM yyyy hh:mm:ss </string>
</dict></plist>
      1. 上面就是解析resumeData之后的数据，其实就是一个plist文件，里面信息包括了下载URL、已接收字节数、临时的下载文件名(文件默认存在tmp文件夹中)、当前请求、原始请求、下载事件、resumeInfo版本、EntityTag这些数据
      2. iOS8生成的resumeData稍有不同，没有NSURLSessionResumeInfoTempFileName字段，有NSURLSessionResumeInfoLocalPath，记录了完整的tmp文件地址

  2. 主要需要几个参数：下载URL、当前请求、已接收字节数、临时的下载文件名(文件默认存在tmp文件夹中)这四个数据

    1. 下载URL：已知
    2. 当前请求：需要通过已经下载的大小和URL创建
    3. 已接收字节数：需要通过临时文件来获取大小
    4. 临时文件：存放在本地tmp文件夹下，但由于文件名CFNetworkDownload_XXXXXX.tmp，是系统随机生成的，我们无法将tmp文件和URL对应。

  3. 获取tmp文件路径

    1. 手动cancel，在继续任务，在cancel回调中可以获取到resumeData，里面直接包含所有信息，我们只需要把数据中的字节数和当前请求更换就可以。
    2. 上一种方法，有显而易见的缺点，性能时间都会浪费，后来通过调试，查看信息，发现NSURLSessionDownloadTask中有个数据downloadFile存放了一些关于下载的信息，其中一个信息path就是存放临时文件路径的，通过lastPathComponent就可以直接取到相应的临时文件名。
    3. 通过tmp文件名获取tmp文件路径，这样做是因为本地文件路径会变，所以不能直接存task中的文件路径，需要获取到文件名，通过tmp的路径获取到tmp文件路径

  4. 生成resumeData

     NSData *resumeData;
 NSFileManager *fileMgr = [NSFileManager defaultManager];
 if ([fileMgr fileExistsAtPath:tempFilePath]) {
     NSDictionary *tempFileAttr = [[NSFileManager defaultManager] attributesOfItemAtPath:tempFilePath error:nil ];
     unsigned long long fileSize = [tempFileAttr[NSFileSize] unsignedLongLongValue];
 
     if (fileSize > 0) {
         NSMutableDictionary *fakeResumeData = [NSMutableDictionary dictionary];
     
         NSMutableURLRequest *newResumeRequest =[NSMutableURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:url]];
         NSString *bytesStr =[NSString stringWithFormat:@"bytes=%ld-",fileSize];
         [newResumeRequest addValue:bytesStr forHTTPHeaderField:@"Range"];
     
         NSData *newResumeData =[NSKeyedArchiver archivedDataWithRootObject:newResumeRequest];
         [fakeResumeData setObject:newResumeData forKey:@"NSURLSessionResumeCurrentRequest"];
         [fakeResumeData setObject:url forKey:@"NSURLSessionDownloadURL"];
         [fakeResumeData setObject:@(fileSize) forKey:@"NSURLSessionResumeBytesReceived"];
         [fakeResumeData setObject:[tempFilePath lastPathComponent] forKey:@"NSURLSessionResumeInfoTempFileName"]; // iOS9以下 需要路径

         resumeData = [NSPropertyListSerialization dataWithPropertyList:fakeResumeData format:NSPropertyListXMLFormat_v1_0 options:0 error:nil];
     }
 }

  5. 大功告成，如果获取到resumeData，可以直接通过resumeData创建task，进行断点下载了。

  6. 下载完成，删除相应的数据

三、断点下载中涉及其他的知识点

  1. 数据缓存：

    1. 正在下载的URL
    2. 正在下载的URL的回调函数
    3. 下载的URL对应的resumeData
    4. 下载的URL对应的tmp文件名

    1 2 因为肯定是APP本次启动之后才存在的数据，所以直接使用静态变量存储就可以。
    3 4 则需要本地化，使用了Cache存放在Document目录下

  2. 数据安全问题：

    1. 创建一个dispatch_queue
    2. 使用读写锁来保障数据安全
      1. dispatch_barrier_async
      2. dispatch_sync
    3. 还有互斥锁和自旋锁
    4. 信号量，如果有大量下载同时访问，需要控制并发数量，这里我采用了信号量的方式去控制。

  3. 同一URL处理

    1. 针对同一URL的网络请求，如果有下载任务，则不在此下载，判断方式通过参考SD的原理，考虑如果URL过长，全部对URL进行MD5处理，在进行判断和存储
    2. 不进行下载，但需要保存当前请求的回调函数，参考了关联对象的实现逻辑，对URL的回调函数做处理
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