面试题：Swift网络编程中的复杂场景处理

Question

假设你正在开发一个Swift应用，该应用需要与多个不同的API进行交互，这些API有不同的认证机制（如OAuth、Basic Auth等），并且对请求频率有限制，同时要保证数据的安全性和完整性。请阐述你会如何设计网络层架构，包括使用哪些技术、框架以及如何处理并发和错误等问题。

Answer 1

1. 技术与框架选择

• Alamofire：一个广泛使用的网络请求框架，它提供了简洁的API，支持多种HTTP请求方法，并且可以方便地处理请求和响应。对于不同认证机制，Alamofire可以通过配置Request的headers来实现，比如对于Basic Auth可以设置Authorization头。
• URLSession：作为Foundation框架的一部分，是iOS网络请求的基础。Alamofire底层也是基于URLSession，在一些需要更底层控制的场景下，直接使用URLSession也是一个选择。
• Keychain：用于存储敏感信息，如OAuth的令牌。将认证相关的密钥等信息安全地存储在Keychain中，保证数据安全性。

2. 处理不同认证机制

• OAuth：
  • 首先通过URLSession或Alamofire发起授权请求，获取授权码。
  • 使用授权码换取访问令牌，将访问令牌存储在Keychain中。
  • 在后续的API请求中，将访问令牌添加到请求头中，如Authorization: Bearer <token>。
• Basic Auth：
  • 将用户名和密码进行Base64编码，设置到请求头的Authorization字段，格式为Authorization: Basic <base64EncodedCredentials>。

3. 处理请求频率限制

• 本地缓存：对于不经常变化的数据，使用本地缓存（如NSCache或磁盘缓存）。在请求API之前，先检查缓存中是否有可用数据，如果有且未过期，则直接使用缓存数据，减少API请求次数。
• 请求队列：创建一个请求队列，对于超出频率限制的请求，将其加入队列中。在频率限制允许的情况下，依次从队列中取出请求并发送。可以使用DispatchQueue来实现简单的请求队列。
• 跟踪请求频率：记录每个API的请求时间和次数，根据API提供的频率限制规则（如每分钟100次请求），计算何时可以发送新的请求。

4. 保证数据安全性和完整性

• HTTPS：确保所有API请求都使用HTTPS协议，通过证书验证来保证数据传输过程中的安全性，防止中间人攻击。Alamofire默认会验证服务器证书，可以通过配置来处理自签名证书等特殊情况。
• 数据加密：对于敏感数据，在客户端进行加密后再发送到服务器，服务器端解密。可以使用常见的加密算法，如AES。在接收数据时，验证数据的完整性，例如通过计算哈希值来验证数据是否被篡改。

5. 处理并发

• DispatchQueue：使用DispatchQueue来管理并发请求。对于一些需要顺序执行的请求，可以放在同一个串行队列中；对于可以并行执行的请求，使用并发队列。例如，对于不同API的请求，可以使用并发队列同时发起请求，提高效率。
• OperationQueue：OperationQueue也是处理并发的有效方式。可以创建自定义的Operation子类，将网络请求封装在Operation中，然后添加到OperationQueue中执行。通过设置Operation之间的依赖关系，可以更好地控制请求的执行顺序。

6. 错误处理

• 网络层错误处理：Alamofire和URLSession都会返回各种网络相关的错误，如请求失败、超时等。在网络层捕获这些错误，将其转换为自定义的错误类型，以便上层业务逻辑更好地处理。
• 业务逻辑错误处理：对于API返回的业务逻辑错误（如认证失败、数据格式错误等），在解析响应时进行处理。可以在网络层提供一个通用的错误处理机制，根据API返回的状态码和错误信息，返回合适的错误给调用者。同时，记录错误日志，方便调试和排查问题。