面试题：Objective-C中如何建立与物联网（IoT）设备的基本连接

Question

假设你要使用Objective-C与一个支持TCP/IP协议的物联网设备建立通信连接，请描述实现这个基本连接的步骤，并且给出关键代码片段。同时说明在连接过程中可能会遇到哪些常见错误，以及如何处理这些错误。

Answer 1

实现基本连接步骤

1. 导入相关框架：在Objective-C项目中，导入CFNetwork框架，它提供了网络编程的基础类和函数。
2. 创建CFStream对象：使用CFStreamCreatePairWithSocketToHost函数创建输入流和输出流，用于与物联网设备进行数据的读写。
3. 设置流的代理：为输入流和输出流设置代理对象，以便在流状态发生变化时收到通知并进行相应处理。
4. 打开流：调用CFReadStreamOpen和CFWriteStreamOpen函数分别打开输入流和输出流。

关键代码片段

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <CFNetwork/CFNetwork.h>

@interface TCPClient : NSObject <NSStreamDelegate> {
    CFReadStreamRef readStream;
    CFWriteStreamRef writeStream;
}

- (void)connectToHost:(NSString *)host port:(NSInteger)port;
- (void)sendData:(NSData *)data;
@end

@implementation TCPClient

- (void)connectToHost:(NSString *)host port:(NSInteger)port {
    CFStreamCreatePairWithSocketToHost(NULL, (CFStringRef)host, port, &readStream, &writeStream);
    
    if (readStream && writeStream) {
        [(NSObject *)readStream setDelegate:self];
        [(NSObject *)writeStream setDelegate:self];
        
        CFReadStreamScheduleWithRunLoop(readStream, CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode);
        CFWriteStreamScheduleWithRunLoop(writeStream, CFRunLoopGetCurrent(), kCFRunLoopDefaultMode);
        
        CFReadStreamOpen(readStream);
        CFWriteStreamOpen(writeStream);
    }
}

- (void)sendData:(NSData *)data {
    if (writeStream) {
        CFWriteStreamWrite(writeStream, (const UInt8 *)[data bytes], [data length]);
    }
}

- (void)stream:(NSStream *)aStream handleEvent:(NSStreamEvent)eventCode {
    switch (eventCode) {
        case NSStreamEventOpenCompleted:
            NSLog(@"Stream opened");
            break;
        case NSStreamEventHasBytesAvailable:
            if (aStream == (NSStream *)readStream) {
                uint8_t buffer[1024];
                NSInteger len = CFReadStreamRead(readStream, buffer, 1024);
                if (len > 0) {
                    NSData *data = [NSData dataWithBytes:buffer length:len];
                    NSLog(@"Received data: %@", data);
                }
            }
            break;
        case NSStreamEventErrorOccurred:
            NSLog(@"Stream error: %@", [(NSError *)CFBridgingRelease(CFReadStreamCopyError(readStream)) localizedDescription]);
            break;
        case NSStreamEventEndEncountered:
            NSLog(@"Stream ended");
            [(NSObject *)readStream close];
            [(NSObject *)writeStream close];
            CFRelease(readStream);
            CFRelease(writeStream);
            break;
        default:
            break;
    }
}
@end

常见错误及处理

1. 连接失败：可能由于设备IP地址错误、端口号不正确、网络不可达等原因导致连接失败。处理方法是检查设备IP和端口号是否正确，确保设备处于联网状态且防火墙未阻止连接。在代码中，可以通过在stream:handleEvent:方法中捕获NSStreamEventErrorOccurred事件，获取错误信息并进行相应提示。
2. 流操作错误：例如读取或写入数据时发生错误。同样在stream:handleEvent:方法中捕获NSStreamEventErrorOccurred事件，获取具体错误，可能是流已关闭、缓冲区已满等原因，根据错误类型进行相应处理，如重新打开流或调整缓冲区大小。
3. 网络中断：在连接过程中网络可能中断。可以通过检测NSStreamEventEndEncountered事件来处理网络中断情况，此时关闭流并进行相应的重连逻辑。