從iOS7以來，蘋果推出NSURLSession后，iOS現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)真正的后臺(tái)下載，這對(duì)我們iOSer來說是一個(gè)福音。

一個(gè) NSURLSession對(duì)象可以協(xié)調(diào)一個(gè)或多個(gè) NSURLSessionTask對(duì)象，并根據(jù)NSURLSessionTask 創(chuàng)建的 NSURLSessionConfiguration 實(shí)現(xiàn)不同的功能。使用相同的配置，你也可以創(chuàng)建多組具有相關(guān)任務(wù)的 NSURLSession 對(duì)象。要利用后臺(tái)傳輸服務(wù)，你將會(huì)使用 [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfiguration]來創(chuàng)建一個(gè)會(huì)話配置。添加到后臺(tái)會(huì)話的任務(wù)在外部進(jìn)程運(yùn)行，即使應(yīng)用程序被掛起，崩潰，或者被殺死，它依然會(huì)運(yùn)行。

下面我們來看看如何使用NSURLSession

下載用到的委托方法

1. AppDelegate委托方法

//在應(yīng)用處于后臺(tái)，且后臺(tái)任務(wù)下載完成時(shí)回調(diào)
 - (void)application:(UIApplication *)application
handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier 
 completionHandler:(void (^)())completionHandler;

2. NSURLSession委托方法

/* 在任務(wù)下載完成、下載失敗
  * 或者是應(yīng)用被殺掉后，重新啟動(dòng)應(yīng)用并創(chuàng)建相關(guān)identifier的Session時(shí)調(diào)用
  */
 - (void)URLSession:(NSURLSession *)session
                 task:(NSURLSessionTask *)task
didCompleteWithError:(NSError *)error;

/* 應(yīng)用在后臺(tái)，而且后臺(tái)所有下載任務(wù)完成后，
 * 在所有其他NSURLSession和NSURLSessionDownloadTask委托方法執(zhí)行完后回調(diào)，
 * 可以在該方法中做下載數(shù)據(jù)管理和UI刷新
  */
 - (void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session;

注：最好將handleEventsForBackgroundURLSession中completionHandler保存，在該方法中待所有載數(shù)據(jù)管理和UI刷新做完后，再調(diào)用completionHandler()

2. NSURLSessionDownloadTask委托方法

/* 下載過程中調(diào)用，用于跟蹤下載進(jìn)度
 * bytesWritten為單次下載大小
 * totalBytesWritten為當(dāng)當(dāng)前一共下載大小
 * totalBytesExpectedToWrite為文件大小
 */
 - (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite;

/* 下載恢復(fù)時(shí)調(diào)用
 * 在使用downloadTaskWithResumeData:方法獲取到對(duì)應(yīng)NSURLSessionDownloadTask，
 * 并該task調(diào)用resume的時(shí)候調(diào)用
  */
 - (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes;

//下載完成時(shí)調(diào)用
 - (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location;

注:在URLSession:downloadTask:didFinishDownloadingToURL方法中，location只是一個(gè)磁盤上該文件的臨時(shí) URL，只是一個(gè)臨時(shí)文件，需要自己使用NSFileManager將文件寫到應(yīng)用的目錄下（一般來說這種可以重復(fù)獲得的內(nèi)容應(yīng)該放到cache目錄下），因?yàn)楫?dāng)你從這個(gè)委托方法返回時(shí)，該文件將從臨時(shí)存儲(chǔ)中刪除。

創(chuàng)建后臺(tái)下載的操作步驟

后臺(tái)傳輸?shù)牡膶?shí)現(xiàn)也十分簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)單說分為三個(gè)步驟：

1. 創(chuàng)建后臺(tái)下載用的NSURLSession對(duì)象，設(shè)置為后臺(tái)下載類型；
2. 向這個(gè)對(duì)象中加入對(duì)應(yīng)的傳輸?shù)腘SURLSessionTask，并開始下載；
3. 在AppDelegate里實(shí)現(xiàn)handleEventsForBackgroundURLSession，以刷新UI及通知系統(tǒng)傳輸結(jié)束。
4. 實(shí)現(xiàn)NSURLSessionDownloadDelegate中必要的代理

下面用代碼來說明描述后臺(tái)下載的流程

首先，我們看下后臺(tái)下載的時(shí)序圖

后臺(tái)下載時(shí)序圖

具體代碼實(shí)現(xiàn)

1. 創(chuàng)建一個(gè)后臺(tái)下載對(duì)象
   用dispatch_once創(chuàng)建一個(gè)用于后臺(tái)下載對(duì)象，目的是為了保證identifier的唯一，文檔不建議對(duì)于相同的標(biāo)識(shí)符 (identifier) 創(chuàng)建多個(gè)會(huì)話對(duì)象。這里創(chuàng)建并配置了NSURLSession，將通過backgroundSessionConfiguration其指定為后臺(tái)session并設(shè)定delegate。

 - (NSURLSession *)backgroundURLSession {
    static NSURLSession *session = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSString *identifier = @"com.yourcompany.appId.BackgroundSession";
        NSURLSessionConfiguration* sessionConfig = [NSURLSessionConfiguration backgroundSessionConfigurationWithIdentifier:identifier];
        session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:sessionConfig
                                                delegate:self
                                           delegateQueue:[NSOperationQueue mainQueue]];
    });
    
    return session;
}

2. 向其中加入對(duì)應(yīng)的傳輸用的NSURLSessionTask，并調(diào)用resume啟動(dòng)下載。

 - (void)beginDownloadWithUrl:(NSString *)downloadURLString {
    NSURL *downloadURL = [NSURL URLWithString:downloadURLString];
    NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:downloadURL];
    NSURLSession *session = [self backgroundURLSession];
    NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [session downloadTaskWithRequest:request];
    [downloadTask resume];
}

3. 在appDelegate中實(shí)現(xiàn)handleEventsForBackgroundURLSession，要注意的是，需要在handleEventsForBackgroundURLSession中必須重新建立一個(gè)后臺(tái) session 的參照（可以用之前dispatch_once創(chuàng)建的對(duì)象），否則 NSURLSessionDownloadDelegate 和 NSURLSessionDelegate 方法會(huì)因?yàn)闆]有 對(duì) session 的 delegate 設(shè)置而不會(huì)被調(diào)用。
   然后保存completionHandler()。

 - (void)application:(UIApplication *)application
handleEventsForBackgroundURLSession:(NSString *)identifier 
 completionHandler:(void (^)())completionHandler {
       NSURLSession *backgroundSession = [self backgroundURLSession];
       NSLog(@"Rejoining session with identifier %@ %@", identifier, backgroundSession);
       // 保存 completion handler 以在處理 session 事件后更新 UI
       [self addCompletionHandler:completionHandler forSession:identifier];    
}
 - (void)addCompletionHandler:(CompletionHandlerType)handler 
  forSession:(NSString *)identifier {
        if ([self.completionHandlerDictionary objectForKey:identifier]) {
           NSLog(@"Error: Got multiple handlers for a single session identifier.  This should not happen.\n");
        }
        [self.completionHandlerDictionary setObject:handler forKey:identifier];
}

注：handleEventsForBackgroundURLSession方法是在后臺(tái)下載的所有任務(wù)完成后才會(huì)調(diào)用。如果當(dāng)后臺(tái)傳輸完成時(shí)，如果應(yīng)用程序已經(jīng)被殺掉，iOS將會(huì)在后臺(tái)啟動(dòng)該應(yīng)用程序，下載相關(guān)的委托方法會(huì)在 application:didFinishLaunchingWithOptions:方法被調(diào)用之后被調(diào)用。

4. 實(shí)現(xiàn)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession，待所有數(shù)據(jù)處理完成，UI刷新之后在改方法中在調(diào)用之前保存的completionHandler()。

//NSURLSessionDelegate委托方法，會(huì)在NSURLSessionDownloadDelegate委托方法后執(zhí)行
 - (void)URLSessionDidFinishEventsForBackgroundURLSession:(NSURLSession *)session {
        NSLog(@"Background URL session %@ finished events.\n", session);
        if (session.configuration.identifier) {
            // 調(diào)用在 -application:handleEventsForBackgroundURLSession: 中保存的 handler
            [self callCompletionHandlerForSession:session.configuration.identifier];
        }
}
 - (void)callCompletionHandlerForSession:(NSString *)identifier {
        CompletionHandlerType handler = [self.completionHandlerDictionary objectForKey: identifier];
        if (handler) {
           [self.completionHandlerDictionary removeObjectForKey: identifier];
           NSLog(@"Calling completion handler for session %@", identifier);
            handler();
        }
}

5. 在此，后臺(tái)下載的基本功能已經(jīng)具備了，如果還需要監(jiān)聽下載進(jìn)度和對(duì)下載完成數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，則需要實(shí)現(xiàn)上面提到的委托方法
   URLSession:downloadTask:didWriteData:totalBytesWritten:totalBytesExpectedToWrite:和URLSession:downloadTask:didFinishDownloadingToURL:

關(guān)于斷點(diǎn)下載

對(duì)于斷點(diǎn)下載需要考慮幾個(gè)問題：

1. 如何暫停下載，暫停后，如何繼續(xù)下載？

• 下載失敗后，如何恢復(fù)下載？
• 應(yīng)用被用戶殺掉后，如何恢復(fù)之前的下載？

針對(duì)這幾個(gè)問題，我們一個(gè)來分析

• 如何暫停下載，暫停后，如何繼續(xù)下載？
  有兩種方法
• 第一種，使用cancelByProducingResumeData

    /* 對(duì)某一個(gè)NSURLSessionDownloadTask取消下載，取消后會(huì)回調(diào)給我們 resumeData，
    * resumeData包含了下載任務(wù)的一些狀態(tài)，之后可以用戶恢復(fù)下載
   */
   - (void)cancelByProducingResumeData:(void (^)(NSData * resumeData))completionHandler;

調(diào)用該方法會(huì)觸發(fā)以下方法，會(huì)附帶resumeData，用于恢復(fù)。

    - (void)URLSession:(NSURLSession *)session
              task:(NSURLSessionTask *)task
didCompleteWithError:(NSError *)error 

對(duì)應(yīng)恢復(fù)方法

//通過之前保存的resumeData，獲取斷點(diǎn)的NSURLSessionTask，調(diào)用resume恢復(fù)下載
NSURLSessionDownloadTask *task = [[self backgroundURLSession] downloadTaskWithResumeData:resumeData];
[task resume];

• 第二種，使用NSURLSessionDownloadTask的suspend方法

//暫停
[self.downloadTask suspend];
//恢復(fù)
[self.downloadTask resume];

通過以上的兩個(gè)方法，就可以實(shí)現(xiàn)下載的暫停與恢復(fù)下載了

• 下載失敗后，如何恢復(fù)下載？
  下載失敗后，可以通過以下代碼來恢復(fù)下載

  /* 該方法下載成功和失敗都會(huì)回調(diào)，只是失敗的是error是有值的，
  * 在下載失敗時(shí)，error的userinfo屬性可以通過NSURLSessionDownloadTaskResumeData
  * 這個(gè)key來取到resumeData(和上面的resumeData是一樣的)，再通過resumeData恢復(fù)下載
  */
 - (void)URLSession:(NSURLSession *)sessiona
              task:(NSURLSessionTask *)task
didCompleteWithError:(NSError *)error {
    if (error) {
        // check if resume data are available
        if ([error.userInfo objectForKey:NSURLSessionDownloadTaskResumeData]) {
            NSData *resumeData = [error.userInfo objectForKey:NSURLSessionDownloadTaskResumeData];
            NSURLSessionTask *task = [[self backgroundURLSession] downloadTaskWithResumeData:resumeData];
            [task resume];
        }
    }
}

• 應(yīng)用被用戶殺掉后，如何恢復(fù)之前的下載？
  在應(yīng)用被殺掉前，iOS系統(tǒng)保存應(yīng)用下載sesson的信息，在重新啟動(dòng)應(yīng)用，并且創(chuàng)建和之前相同identifier的session時(shí)（蘋果通過identifier找到對(duì)應(yīng)的session數(shù)據(jù)），iOS系統(tǒng)會(huì)對(duì)之前下載中的任務(wù)進(jìn)行依次回調(diào)URLSession:task:didCompleteWithError:方法，之后可以使用上面提到的下載失敗時(shí)的處理方法進(jìn)行恢復(fù)下載

知道這些后，看下前臺(tái)下載的時(shí)序圖對(duì)整個(gè)下載流程就了解了。

前臺(tái)下載時(shí)序圖.png

關(guān)于Session的生命周期，可以閱讀 Apple 的 Life Cycle of a URL Session with Custom Delegates 文檔，它講解了所有類型的會(huì)話任務(wù)的完整生命周期。

后臺(tái)下載的配置和限制

NSURLSessionConfiguration 允許你設(shè)置默認(rèn)的HTTP頭，配置緩存策略，限制使用蜂窩數(shù)據(jù)等等。其中一個(gè)選項(xiàng)是discretionary標(biāo)志，這個(gè)標(biāo)志允許系統(tǒng)為分配任務(wù)進(jìn)行性能優(yōu)化。這意味著只有當(dāng)設(shè)備有足夠電量時(shí)，設(shè)備才通過 Wifi 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。如果電量低，或者只僅有一個(gè)蜂窩連接，傳輸任務(wù)是不會(huì)運(yùn)行的。后臺(tái)傳輸總是在 discretionary模式下運(yùn)行。timeoutIntervalForResource屬性，支持資源超時(shí)特性。你可以使用這個(gè)特性指定你允許完成一個(gè)傳輸所需的最長(zhǎng)時(shí)間。內(nèi)容只在有限的時(shí)間可用，或者在用戶只有有限Wifi帶寬的時(shí)間內(nèi)無法下載或上傳資源的情況下，你也可以使用這個(gè)特性。

最后，我們來說一說使用后臺(tái)會(huì)話的幾個(gè)限制。作為一個(gè)必須實(shí)現(xiàn)的委托，您不能對(duì)NSURLSession使用簡(jiǎn)單的基于 block的回調(diào)方法。后臺(tái)啟動(dòng)應(yīng)用程序，是相對(duì)耗費(fèi)較多資源的，所以總是采用HTTP重定向。后臺(tái)傳輸服務(wù)只支持HTTP和HTTPS，你不能使用自定義的協(xié)議。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)可用的資源進(jìn)行優(yōu)化，在任何時(shí)候你都不能強(qiáng)制傳輸任務(wù)在后臺(tái)進(jìn)行。

另外，要注意的是在后臺(tái)會(huì)話中，NSURLSessionDataTasks 是完全不支持的，你應(yīng)該只出于短期的，小請(qǐng)求為目的使用這些任務(wù)，而不是用來下載或上傳。其中發(fā)現(xiàn)一些需要注意的點(diǎn)，記錄下來。

NSURLSession在iOS10上的Bug

在iOS10上，resumeData不能直接使用，會(huì)提示以下錯(cuò)誤

*** -[NSKeyedUnarchiver initForReadingWithData:]: data is NULL
*** -[NSKeyedUnarchiver initForReadingWithData:]: data is NULL
Invalid resume data for background download. Background downloads must use http or https and must download to an accessible file.

解決方法有點(diǎn)小麻煩，具體解決方法可以參照以下Demo

關(guān)于在后臺(tái)啟動(dòng)新的下載任務(wù)，蘋果對(duì)這方面有限制

大致說明如下：

1.蘋果的NSURLSession這個(gè)類會(huì)維護(hù)一個(gè)Delay值（即延時(shí)執(zhí)行時(shí)間），用于后臺(tái)啟動(dòng)任務(wù)延時(shí)執(zhí)行時(shí)使用；
2.當(dāng)在后臺(tái)啟動(dòng)一個(gè)新任務(wù)時(shí)，蘋果會(huì)對(duì)這個(gè)任務(wù)進(jìn)行延時(shí)執(zhí)行，延時(shí)時(shí)間蘋果那邊是有一個(gè)默認(rèn)的延時(shí)時(shí)間，當(dāng)后臺(tái)啟動(dòng)的任務(wù)數(shù)越多，這個(gè)值就會(huì)成2的N-1冪倍增長(zhǎng)；
3.比如：假設(shè)蘋果設(shè)定的延時(shí)時(shí)間為Delay。當(dāng)在后臺(tái)啟動(dòng)了第一個(gè)任務(wù)時(shí)，這個(gè)任務(wù)的延時(shí)時(shí)間為Delay，這個(gè)任務(wù)會(huì)在Delay時(shí)間后開始執(zhí)行；當(dāng)啟動(dòng)在后臺(tái)啟動(dòng)第二個(gè)任務(wù)時(shí)，這個(gè)任務(wù)的延時(shí)時(shí)間為2*Delay，當(dāng)啟動(dòng)第三個(gè)任務(wù)是，該任務(wù)的延時(shí)執(zhí)行時(shí)間即為2*2*Delay以此類推，在后臺(tái)啟動(dòng)第N個(gè)任務(wù)是，該任務(wù)的延時(shí)執(zhí)行時(shí)間為2(N-1)次方*Delay；
4.但是在應(yīng)用從后臺(tái)切到前臺(tái)或者重新啟動(dòng)時(shí)，這個(gè)延時(shí)時(shí)間會(huì)重置。

所以蘋果對(duì)在后臺(tái)啟動(dòng)新的下載或者上傳任務(wù)時(shí)，是有限制的，蘋果也是不建議這么處理的

以下為蘋果官方說明的鏈接地址：
https://forums.developer.apple.com/thread/14854

簡(jiǎn)單的下載Demo

Demo