网络编程基础与CocoaURL加载系统解析

### 网络编程基础与Cocoa URL加载系统解析 #### 1. 网络编程的重要性与核心原则 在当今移动设备普及且网络连接无处不在的时代，网络编程至关重要。众多iOS应用都以各种方式使用网络，无论是借助iCloud同步等内置系统，还是通过GameKit通信框架，亦或是直接与互联网服务器通信。然而，消费者的期望往往与广域移动网络（如EDGE、3G和HDPSA+）的能力和限制相冲突，这就要求应用程序员充分利用高延迟、低吞吐量的网络通道。 网络编程的核心原则如下： - 永远不要在主线程中访问网络。 - 尽可能使用异步网络原语。 - 对所有数据处理使用流。 - 保持数据处理和传输处理相互独立。 遵循这四条规则，就能更好地应对网络带来的各种问题。 #### 2. 本地文件系统与网络访问的差异 本地文件系统和网络访问在数据访问方面存在显著差异，这些差异主要体现在以下两个方面： | 差异类型 | 本地磁盘 | 网络 | | ---- | ---- | ---- | | 延迟（Latency） | 通常指底层存储介质的寻道时间 | 指命令数据包的往返时间 | | 吞吐量（Throughput） | 通常很高，每秒可移动数百兆字节 | 从每秒几十兆字节到每秒几千字节不等 | 本地存储的读写通常通过硬件总线进行，其吞吐量比硬盘本身高得多。除非同时使用多个磁盘，否则整体吞吐量可能与特定操作所使用的物理介质的吞吐量相匹配。而在网络中，可用带宽通常更受限，单个操作很容易使连接饱和，消耗所有可用带宽。并行执行更多操作可能会导致所有操作变慢，因为可用带宽会在它们之间分配。此外，设备与实际资源之间的旅程中存在更多节点，如无线接入点和路由器，它们可能有自己的带宽问题和特定规则，以防止单个客户端占用过多带宽。 在本地磁盘上并行读写多个文件时，磁盘的读取头需要在磁碟上前后移动，频繁在文件之间切换，从而导致磁盘抖动现象。而通过网络从同一位置请求多个不同资源时，通常差异不大。 #### 3. 网络延迟及其影响 网络传输中的延迟通常由网络拥塞或底层传输协议效率低下引起。有线网络连接和Wi-Fi无线网络连接使用以太网协议的不同版本，该协议负责在本地网络中定位其他设备并有序地传输数据。而使用蜂窝网络的移动设备使用GSM或HSDPA等协议，这些协议在更易出错的环境中工作，需要在设备在基站等端点之间高速移动时保持数据吞吐量。因此，与以太网相比，这些协议有显著的开销。 例如，在通过HTTP协议从服务器获取数据时，如果应用程序进行大量连接，延迟可能会导致严重问题。假设需要进行大约20次单独调用才能获取200条评论的完整列表（服务器每页返回10条），每次调用默认都会建立新连接，每个连接都会因延迟而遇到长时间的延迟。如果延迟很严重，无论实际吞吐量如何，这一过程可能需要10到40秒，这会给用户带来不佳的体验。如果吞吐量也很低，情况会更糟。 #### 4. 异步网络访问的必要性 由于网络存在诸多潜在问题，与网络资源进行交互时，采用完全异步的方式至关重要。人们很容易陷入认为某些操作不需要异步执行的陷阱，以下是一些常见的借口及其反驳： -