面试题：Objective-C中NSURLSession网络性能优化与断点续传实现

Question

在Objective-C项目中，当使用NSURLSession进行大文件下载时，网络性能优化至关重要，同时为了防止下载过程中因网络中断而重新开始，断点续传功能必不可少。请阐述如何实现NSURLSession的网络性能优化，包括但不限于连接池管理、数据压缩等；并详细说明断点续传功能的原理以及在Objective-C中使用NSURLSession具体的实现步骤。

Answer 1

NSURLSession网络性能优化

1. 连接池管理：
   • NSURLSession默认会自动管理连接池。在创建NSURLSession对象时，可以通过配置NSURLSessionConfiguration来间接影响连接池行为。例如，NSURLSessionConfiguration的HTTPMaximumConnectionsPerHost属性可以设置每个主机的最大连接数。合理设置此值可以避免过多连接占用资源，提高网络性能。示例代码如下：

NSURLSessionConfiguration *configuration = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
configuration.HTTPMaximumConnectionsPerHost = 5; // 设置每个主机最大连接数为5
NSURLSession *session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:configuration];

2. 数据压缩：
   • 客户端和服务器可以协商使用数据压缩来减少传输数据量。NSURLSession在HTTP请求头中支持设置Accept - Encoding字段，表明客户端支持的压缩算法。服务器如果支持相应的压缩算法，会对响应数据进行压缩后返回。在Objective - C中，NSURLSession默认会处理这个过程，无需额外代码。当服务器返回压缩数据时，NSURLSession会自动解压缩。

断点续传功能原理

1. 原理：
   • 断点续传的核心原理是记录已下载的数据位置。HTTP协议提供了Range头字段，客户端可以通过该字段告诉服务器需要从文件的哪个字节位置开始继续下载。服务器接收到带有Range头的请求后，会从指定位置开始读取数据并返回。客户端将新下载的数据追加到之前已下载的数据后面，从而实现断点续传。

在Objective - C中使用NSURLSession实现断点续传具体步骤

1. 记录下载进度和位置：
   • 定义变量来记录已下载的字节数和文件总大小。在NSURLSessionDownloadTask的downloadTask:didWriteData:totalBytesWritten:totalBytesExpectedToWrite:代理方法中更新下载进度和已下载字节数。示例代码如下：

@interface ViewController () <NSURLSessionDownloadDelegate>
@property (nonatomic, assign) int64_t totalBytesWritten;
@property (nonatomic, assign) int64_t totalBytesExpectedToWrite;
@end

@implementation ViewController

- (void)downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask didWriteData:(int64_t)bytesWritten totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite {
    self.totalBytesWritten = totalBytesWritten;
    self.totalBytesExpectedToWrite = totalBytesExpectedToWrite;
    // 可以在这里计算并更新下载进度
    CGFloat progress = (CGFloat)totalBytesWritten / (CGFloat)totalBytesExpectedToWrite;
    NSLog(@"Download progress: %f", progress);
}

2. 处理网络中断恢复：
   • 当网络中断时，保存已下载字节数。在重新发起下载任务时，构造带有Range头的请求。示例代码如下：

NSMutableURLRequest *request = [NSMutableURLRequest requestWithURL:url];
if (self.totalBytesWritten > 0) {
    NSString *range = [NSString stringWithFormat:@"bytes=%lld -", (long long)self.totalBytesWritten];
    [request setValue:range forHTTPHeaderField:@"Range"];
}
NSURLSessionDownloadTask *downloadTask = [self.session downloadTaskWithRequest:request];
[downloadTask resume];

3. 保存和恢复下载状态：
   • 可以将已下载字节数等信息保存到本地文件或用户默认设置中，以便应用程序重启后能够恢复下载。例如，使用NSUserDefaults保存已下载字节数：

// 保存已下载字节数
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] setInteger:self.totalBytesWritten forKey:@"downloadedBytes"];
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] synchronize];

// 恢复已下载字节数
int64_t downloadedBytes = [[NSUserDefaults standardUserDefaults] integerForKey:@"downloadedBytes"];
self.totalBytesWritten = downloadedBytes;