iOS八股文之 网络
一、网络协议基础
- TCP/IP 协议栈：需理解分层模型（应用层、传输层、网络层、链路层），以及各层核心协议（应用层：HTTP/HTTPS；传输层：TCP/UDP；网络层：IP/ICMP）。
- TCP 与 UDP 的区别：
- TCP：面向连接（三次握手建立连接）、可靠传输（重传机制、拥塞控制）、字节流、适用于对可靠性要求高的场景（如接口请求、文件下载）。
- UDP：无连接、不可靠（不保证送达，无重传）、数据报、适用于实时性要求高的场景（如音视频通话、直播）。
- HTTP 协议：
- 特点：无状态（每次请求独立，依赖 Cookie/Session 维持状态）、基于 TCP 的应用层协议。
- 请求方法：GET（获取资源，参数在 URL，长度有限）、POST（提交资源，参数在 Body，更安全）、PUT（更新资源）、DELETE（删除资源）等。
- 状态码：2xx（成功，如 200）、3xx（重定向，如 304 缓存有效）、4xx（客户端错误，如 404 资源不存在）、5xx（服务器错误，如 500）。
- HTTPS 协议：
- 本质：HTTP + TLS/SSL 加密，解决 HTTP 明文传输的安全问题（窃听、篡改、伪造）。
- TLS 握手流程：客户端请求 → 服务器返回证书 → 客户端验证证书 → 生成对称密钥（非对称加密传递） → 后续通信用对称密钥加密。
- 证书作用：确保服务器身份合法（避免中间人攻击），由 CA 机构颁发。
- HTTP/2 与 HTTP/3 新特性
- HTTP/2：
多路复用（同一连接并发处理多个请求，避免 TCP 连接建立开销）；
头部压缩（HPACK 算法，减少请求头大小）；
服务器推送（主动推送关联资源，如 HTML 引用的 CSS/JS）。 - HTTP/3：
基于 QUIC 协议（UDP 之上的可靠传输，解决 TCP 队头阻塞问题）；
更快的连接建立（0-RTT 或 1-RTT 握手），适用于移动端弱网环境。
- HTTP/2：
二、iOS 网络框架
具体的网络库实现既可以依赖苹果原生NSURLSession，也可以使用优秀的三方库如AFNetworking，Alamofire等；
- NSURLSession（系统框架，iOS 7+）：
- 替代旧的 NSURLConnection，支持异步请求、后台下载、会话管理。
- 核心类：NSURLSession（会话，配置请求参数）、NSURLSessionTask（任务基类，分 NSURLSessionDataTask（数据请求）、NSURLSessionDownloadTask（下载）、NSURLSessionUploadTask（上传））。
- 优势：支持暂停 / 继续任务、后台会话（App 退到后台仍能完成下载）、配置超时时间 / 缓存策略等。
- AFNetworking（主流第三方框架，基于 NSURLSession 封装）：
- 核心模块：AFHTTPSessionManager（管理请求）、AFHTTPRequestSerializer（请求序列化，处理参数编码）、AFHTTPResponseSerializer（响应序列化，解析 JSON/XML）、AFNetworkReachabilityManager（网络状态监测）。
- 重点：如何设置请求头、如何自定义证书校验、如何处理 HTTPS 证书 pinning。
- Alamofire（Swift 主流框架，基于 NSURLSession）：
- 特点：链式语法、类型安全、支持 Combine 响应式编程，需掌握基本用法（如 AF.request(…)）和拦截器（RequestInterceptor）的使用。
三、网络缓存机制
- HTTP 缓存（协议层缓存，分为强缓存和协商缓存）：
- 强缓存：客户端直接从本地缓存读取，不请求服务器，依赖响应头 Cache-Control（如 max-age=3600，缓存 1 小时）或 Expires（绝对时间）。
- 协商缓存：客户端发送请求到服务器，服务器判断缓存是否有效，有效则返回 304（用本地缓存），无效则返回 200 和新数据，依赖 Last-Modified/If-Modified-Since（基于修改时间）或 ETag/If-None-Match（基于内容哈希）。
- iOS 本地缓存：
- NSURLCache：系统提供的缓存机制，可配置内存缓存和磁盘缓存大小，NSURLSession 默认使用。
- 自定义缓存：如用 NSUserDefaults、数据库（FMDB/Realm）存储接口数据，需手动管理缓存时效。
四、高级网络场景
- 断点续传：
原理：通过 HTTP 头 Range: bytes=start- 告知服务器从指定位置开始传输，客户端将下载的分片数据拼接成完整文件。
实现：下载时记录已下载字节数，暂停后下次请求携带 Range 头，需处理文件读写（避免重复下载）。 - WebSocket：
特点：全双工通信（客户端和服务器可双向实时发送数据）、基于 TCP 的长连接，适用于即时通讯、实时数据更新（如股票行情）。
iOS 实现：NSURLSessionWebSocketTask（系统）或第三方库（如 SocketRocket）。 - 网络状态监测：
原理：通过监听系统网络状态通知（如 kReachabilityChangedNotification）或使用 AFNetworkReachabilityManager 监测网络类型（WiFi / 蜂窝网络 / 无网络）。
五、网络安全
- HTTPS 证书校验：
默认校验：系统会验证服务器证书的合法性（是否由信任的 CA 颁发、是否过期、域名是否匹配），校验失败则请求失败。
证书 Pinning（证书锁定）：客户端内置服务器证书，请求时直接比对内置证书与服务器返回证书，防止中间人攻击（即使证书被伪造也能识别）。 - 数据加密：
传输加密：HTTPS 已解决，敏感参数（如密码）可额外用 RSA/AES 加密后再传输。 - 防抓包：检测是否有代理（如 NSURLSessionConfiguration.connectionProxyDictionary），对敏感接口禁用代理。
六、开发实践中的一些点
- 子线程执行的一些网络耗时操作如下载数据等结束后，一定要返回主线程执行UI更新；
- 大文件分片上传：将文件分成小块（如 5MB / 片），分多次上传，支持断点续传（某片失败仅重传该片）；
避免一次性读取整个文件到内存（用流 NSInputStream 分块读取）。 - 避免缓存滥用：敏感数据（如用户余额）禁止缓存，防止本地数据泄露或展示旧数据。
- HTTPS 请求失败，可能原因：
证书域名与请求域名不匹配；
证书过期或不被系统信任（如自签名证书）；证书校验失败：实现 AFSecurityPolicy 自定义校验逻辑（如证书 Pinning）；客户端未配置 ATS（App Transport Security），iOS 10+ 默认禁止 HTTP 请求，HTTPS 若不符合 TLS 1.2+ 也会被拦截。在 Info.plist 中配置 NSExceptionDomains 允许指定域名的不安全 HTTP/HTTPS； - 拦截器（如 Alamofire 的 RequestInterceptor）可实现全局重试、Token 过期自动刷新等逻辑，避免在每个请求中重复代码。
- 网络调试工具
- Charles：抓包工具，查看请求 / 响应详情（URL、参数、头信息、Body），支持模拟弱网（Throttling）、断点修改请求 / 响应（调试服务器逻辑）；
- Wireshark：底层抓包工具，分析 TCP/UDP 报文（适合排查协议层问题）；
- NSURLProtocol：拦截 App 内所有网络请求，可用于 mock 数据（开发环境模拟服务器返回）、统一日志打印。