一、網(wǎng)絡(luò)各個協(xié)議：TCP/IP、SOCKET、HTTP等
創(chuàng)新互聯(lián)公司長期為近1000家客戶提供的網(wǎng)站建設(shè)服務(wù)，團隊從業(yè)經(jīng)驗10年，關(guān)注不同地域、不同群體，并針對不同對象提供差異化的產(chǎn)品和服務(wù)；打造開放共贏平臺，與合作伙伴共同營造健康的互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)環(huán)境。為曲陽企業(yè)提供專業(yè)的網(wǎng)站制作、成都做網(wǎng)站，曲陽網(wǎng)站改版等技術(shù)服務(wù)。擁有十年豐富建站經(jīng)驗和眾多成功案例,為您定制開發(fā)。
網(wǎng)絡(luò)七層由下往上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。
其中物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層通常被稱作媒體層，是網(wǎng)絡(luò)工程師所研究的對象；
傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層則被稱作主機層，是用戶所面向和關(guān)心的內(nèi)容。
http協(xié)議對應(yīng)于應(yīng)用層
tcp協(xié)議對應(yīng)于傳輸層
ip協(xié)議對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層
三者本質(zhì)上沒有可比性。 何況HTTP協(xié)議是基于TCP連接的。
TCP/IP是傳輸層協(xié)議，主要解決數(shù)據(jù)如何在網(wǎng)絡(luò)中傳輸；而HTTP是應(yīng)用層協(xié)議，主要解決如何包裝數(shù)據(jù)。
我 們在傳輸數(shù)據(jù)時，可以只使用傳輸層（TCP/IP），但是那樣的話，由于沒有應(yīng)用層，便無法識別數(shù)據(jù)內(nèi)容，如果想要使傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有意義，則必須使用應(yīng)用層 協(xié)議，應(yīng)用層協(xié)議很多，有HTTP、FTP、TELNET等等，也可以自己定義應(yīng)用層協(xié)議。WEB使用HTTP作傳輸層協(xié)議，以封裝HTTP文本信息，然 后使用TCP/IP做傳輸層協(xié)議將它發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。Socket是對TCP/IP協(xié)議的封裝，Socket本身并不是協(xié)議，而是一個調(diào)用接口（API），通過Socket，我們才能使用TCP/IP協(xié)議。
二、Http和Socket連接區(qū)別
相信不少初學(xué)手機聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的朋友都想知道Http與Socket連接究竟有什么區(qū)別，希望通過自己的淺顯理解能對初學(xué)者有所幫助。
2.1、TCP連接
要想明白Socket連接，先要明白TCP連接。手機能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為手機底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，可以使手機終端通過無線網(wǎng)絡(luò)建立TCP連接。TCP協(xié)議可以對上層網(wǎng)絡(luò)提供接口，使上層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸建立在“無差別”的網(wǎng)絡(luò)之上。
建立起一個TCP連接需要經(jīng)過“三次握手”：
第一次握手：客戶端發(fā)送syn包(syn=j)到服務(wù)器，并進入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務(wù)器確認(rèn)；
第二次握手：服務(wù)器收到syn包，必須確認(rèn)客戶的SYN（ack=j+1），同時自己也發(fā)送一個SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此時服務(wù)器進入SYN_RECV狀態(tài)；
第三次握手：客戶端收到服務(wù)器的SYN＋ACK包，向服務(wù)器發(fā)送確認(rèn)包ACK(ack=k+1)，此包發(fā)送完畢，客戶端和服務(wù)器進入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。
握
手過程中傳送的包里不包含數(shù)據(jù)，三次握手完畢后，客戶端與服務(wù)器才正式開始傳送數(shù)據(jù)。理想狀態(tài)下，TCP連接一旦建立，在通信雙方中的任何一方主動關(guān)閉連
接之前，TCP
連接都將被一直保持下去。斷開連接時服務(wù)器和客戶端均可以主動發(fā)起斷開TCP連接的請求，斷開過程需要經(jīng)過“四次握手”（過程就不細(xì)寫了，就是服務(wù)器和客
戶端交互，最終確定斷開）
2.2、HTTP連接
HTTP協(xié)議即超文本傳送協(xié)議(HypertextTransfer Protocol )，是Web聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是手機聯(lián)網(wǎng)常用的協(xié)議之一，HTTP協(xié)議是建立在TCP協(xié)議之上的一種應(yīng)用。
HTTP連接最顯著的特點是客戶端發(fā)送的每次請求都需要服務(wù)器回送響應(yīng)，在請求結(jié)束后，會主動釋放連接。從建立連接到關(guān)閉連接的過程稱為“一次連接”。
1）在HTTP 1.0中，客戶端的每次請求都要求建立一次單獨的連接，在處理完本次請求后，就自動釋放連接。
2）在HTTP 1.1中則可以在一次連接中處理多個請求，并且多個請求可以重疊進行，不需要等待一個請求結(jié)束后再發(fā)送下一個請求。
由
于HTTP在每次請求結(jié)束后都會主動釋放連接，因此HTTP連接是一種“短連接”，要保持客戶端程序的在線狀態(tài)，需要不斷地向服務(wù)器發(fā)起連接請求。通常的
做法是即時不需要獲得任何數(shù)據(jù)，客戶端也保持每隔一段固定的時間向服務(wù)器發(fā)送一次“保持連接”的請求，服務(wù)器在收到該請求后對客戶端進行回復(fù)，表明知道客
戶端“在線”。若服務(wù)器長時間無法收到客戶端的請求，則認(rèn)為客戶端“下線”，若客戶端長時間無法收到服務(wù)器的回復(fù)，則認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)斷開。
三、SOCKET原理
3.1、套接字（socket）概念
套接字（socket）是通信的基石，是支持TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通信的基本操作單元。它是網(wǎng)絡(luò)通信過程中端點的抽象表示，包含進行網(wǎng)絡(luò)通信必須的五種信息：連接使用的協(xié)議，本地主機的IP地址，本地進程的協(xié)議端口，遠(yuǎn)地主機的IP地址，遠(yuǎn)地進程的協(xié)議端口。
應(yīng)
用層通過傳輸層進行數(shù)據(jù)通信時，TCP會遇到同時為多個應(yīng)用程序進程提供并發(fā)服務(wù)的問題。多個TCP連接或多個應(yīng)用程序進程可能需要通過同一個
TCP協(xié)議端口傳輸數(shù)據(jù)。為了區(qū)別不同的應(yīng)用程序進程和連接，許多計算機操作系統(tǒng)為應(yīng)用程序與TCP／IP協(xié)議交互提供了套接字(Socket)接口。應(yīng)
用層可以和傳輸層通過Socket接口，區(qū)分來自不同應(yīng)用程序進程或網(wǎng)絡(luò)連接的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟l(fā)服務(wù)。
3.2 、建立socket連接
建立Socket連接至少需要一對套接字，其中一個運行于客戶端，稱為ClientSocket，另一個運行于服務(wù)器端，稱為ServerSocket。
套接字之間的連接過程分為三個步驟：服務(wù)器監(jiān)聽，客戶端請求，連接確認(rèn)。
服務(wù)器監(jiān)聽：服務(wù)器端套接字并不定位具體的客戶端套接字，而是處于等待連接的狀態(tài)，實時監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，等待客戶端的連接請求。
客戶端請求：指客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。為此，客戶端的套接字必須首先描述它要連接的服務(wù)器的套接字，指出服務(wù)器端套接字的地址和端口號，然后就向服務(wù)器端套接字提出連接請求。
連
接確認(rèn)：當(dāng)服務(wù)器端套接字監(jiān)聽到或者說接收到客戶端套接字的連接請求時，就響應(yīng)客戶端套接字的請求，建立一個新的線程，把服務(wù)器端套接字的描述發(fā)給客戶
端，一旦客戶端確認(rèn)了此描述，雙方就正式建立連接。而服務(wù)器端套接字繼續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)，繼續(xù)接收其他客戶端套接字的連接請求。
3.3、SOCKET連接與TCP連接
創(chuàng)建Socket連接時，可以指定使用的傳輸層協(xié)議，Socket可以支持不同的傳輸層協(xié)議（TCP或UDP），當(dāng)使用TCP協(xié)議進行連接時，該Socket連接就是一個TCP連接。
3.4、Socket連接與HTTP連接
由
于通常情況下Socket連接就是TCP連接，因此Socket連接一旦建立，通信雙方即可開始相互發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)容，直到雙方連接斷開。但在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用
中，客戶端到服務(wù)器之間的通信往往需要穿越多個中間節(jié)點，例如路由器、網(wǎng)關(guān)、防火墻等，大部分防火墻默認(rèn)會關(guān)閉長時間處于非活躍狀態(tài)的連接而導(dǎo)致
Socket 連接斷連，因此需要通過輪詢告訴網(wǎng)絡(luò)，該連接處于活躍狀態(tài)。
而HTTP連接使用的是“請求—響應(yīng)”的方式，不僅在請求時需要先建立連接，而且需要客戶端向服務(wù)器發(fā)出請求后，服務(wù)器端才能回復(fù)數(shù)據(jù)。
很
多情況下，需要服務(wù)器端主動向客戶端推送數(shù)據(jù)，保持客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)的實時與同步。此時若雙方建立的是Socket連接，服務(wù)器就可以直接將數(shù)據(jù)傳送給
客戶端；若雙方建立的是HTTP連接，則服務(wù)器需要等到客戶端發(fā)送一次請求后才能將數(shù)據(jù)傳回給客戶端，因此，客戶端定時向服務(wù)器端發(fā)送連接請求，不僅可以
保持在線，同時也是在“詢問”服務(wù)器是否有新的數(shù)據(jù)，如果有就將數(shù)據(jù)傳給客戶端。
這里我們使用Socket實現(xiàn)一個聊天室的功能，關(guān)于服務(wù)器這里的就不介紹了
@interfaceViewController (){
NSInputStream *_inputStream;//對應(yīng)輸入流
NSOutputStream *_outputStream;//對應(yīng)輸出流
}
@property (weak, nonatomic) IBOutlet NSLayoutConstraint *inputViewConstraint;
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITableView *tableView;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray *chatMsgs;//聊天消息數(shù)組
@end
懶加載這個消息數(shù)組
//從主運行循環(huán)移除
//1.建立連接
//定義C語言輸入輸出流
//把C語言的輸入輸出流轉(zhuǎn)化成OC對象
//設(shè)置代理
//把輸入輸入流添加到主運行循環(huán)
//不添加主運行循環(huán) 代理有可能不工作
//打開輸入輸出流
//登錄
//發(fā)送用戶名和密碼
//在這里做的時候，只發(fā)用戶名，密碼就不用發(fā)送
//如果要登錄，發(fā)送的數(shù)據(jù)格式為 "iam:zhangsan";
//如果要發(fā)送聊天消息，數(shù)據(jù)格式為 "msg:did you have dinner";
//登錄的指令11NSString *loginStr =@"iam:zhangsan";
//把Str轉(zhuǎn)成NSData
//建立一個緩沖區(qū) 可以放1024個字節(jié)
//返回實際裝的字節(jié)數(shù)
//把字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)化成字符串
//從服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)
//聊天信息
//刷新表格
//發(fā)送數(shù)據(jù)
//發(fā)送完數(shù)據(jù)，清空textField
//數(shù)據(jù)多，應(yīng)該往上滾動
}
//監(jiān)聽鍵盤
//獲取窗口的高度
//鍵盤結(jié)束的Frm
//獲取鍵盤結(jié)束的y值
GCD是一套C語言的API，所以沒有什么屬性控制最大并發(fā)量，用dispatch_semaphore_t(信號量)來實現(xiàn)。
信號量定義：
信號量(Semaphore)，有時被稱為信號燈，是在多線程環(huán)境下使用的一種設(shè)施，是可以用來保證兩個或多個關(guān)鍵代碼段不被并發(fā)調(diào)用。
在進入一個關(guān)鍵代碼段之前，線程必須獲取一個信號量；一旦該關(guān)鍵代碼段完成了，那么該線程必須釋放信號量。
你指的是同一個請求發(fā)送多次的情況吧？
如果是這樣的話，設(shè)置計數(shù)器，每次請求同一個請求+1，收到resoponse 或者超時-1，.然后收到response后就用新的response覆蓋之前的就行了。直到計數(shù)器為0，處理
阿里妹導(dǎo)讀：剛剛，阿里巴巴正式對外開源了基于 Apache 2.0 協(xié)議的協(xié)程開發(fā)框架 coobjc，開發(fā)者們可以在 Github 上自主下載。
coobjc是為iOS平臺打造的開源協(xié)程開發(fā)框架，支持Objective-C和Swift，同時提供了cokit庫為Foundation和UIKit中的部分API提供了 協(xié)程 化支持，本文將為大家詳細(xì)介紹coobjc的設(shè)計理念及核心優(yōu)勢。
從2008年第一個iOS版本發(fā)布至今的11年時間里，iOS的異步編程方式發(fā)展緩慢。
基于 Block 的異步編程回調(diào)是目前 iOS 使用最廣泛的異步編程方式，iOS 系統(tǒng)提供的 GCD 庫讓異步開發(fā)變得很簡單方便，但是基于這種編程方式的缺點也有很多，主要有以下幾點：
針對多線程以及尤其引發(fā)的各種崩潰和性能問題，我們制定了很多編程規(guī)范、進行了各種新人培訓(xùn)，嘗試降低問題發(fā)生的概率，但是問題依然很嚴(yán)峻，多線程引發(fā)的問題占比并沒有明顯的下降，異步編程本來就是很復(fù)雜的事情，單靠規(guī)范和培訓(xùn)是難以從根本上解決問題的，需要有更加好的編程方式來解決。
上述問題在很多系統(tǒng)和語言開發(fā)中都可能會碰到，解決問題的標(biāo)準(zhǔn)方式就是使用協(xié)程，C#、Kotlin、Python、Javascript 等熱門語言均支持協(xié)程極其相關(guān)語法，使用這些語言的開發(fā)者可以很方便的使用協(xié)程及相關(guān)功能進行異步編程。
2017 年的 C++ 標(biāo)準(zhǔn)開始支持協(xié)程，Swift5 中也包含了協(xié)程相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從現(xiàn)在的發(fā)展趨勢看基于協(xié)程的全新的異步編程方式，是我們解決現(xiàn)有異步編程問題的有效的方式，但是蘋果基本已經(jīng)不會升級 Objective-C 了，因此使用Objective-C的開發(fā)者是無法使用官方的協(xié)程能力的，而最新 Swift 的發(fā)布和推廣也還需要時日，為了讓廣大iOS開發(fā)者能快速享受到協(xié)程帶來的編程方式上的改變，手機淘寶架構(gòu)團隊基于長期對系統(tǒng)底層庫和匯編的研究，通過匯編和C語言實現(xiàn)了支持 Objective-C 和 Swift 協(xié)程的完美解決方案 —— coobjc。
核心能力
內(nèi)置系統(tǒng)擴展庫
coobjc設(shè)計
最底層是協(xié)程內(nèi)核，包含了棧切換的管理、協(xié)程調(diào)度器的實現(xiàn)、協(xié)程間通信channel的實現(xiàn)等。
中間層是基于協(xié)程的操作符的包裝，目前支持async/await、Generator、Actor等編程模型。
最上層是對系統(tǒng)庫的協(xié)程化擴展，目前基本上覆蓋了Foundation和UIKit的所有IO和耗時方法。
核心實現(xiàn)原理
協(xié)程的核心思想是控制調(diào)用棧的主動讓出和恢復(fù)。一般的協(xié)程實現(xiàn)都會提供兩個重要的操作：
我們基于線程的代碼執(zhí)行時候，是沒法做出暫停操作的，我們現(xiàn)在要做的事情就是要代碼執(zhí)行能夠暫停，還能夠再恢復(fù)。 基本上代碼執(zhí)行都是一種基于調(diào)用棧的模型，所以如果我們能把當(dāng)前調(diào)用棧上的狀態(tài)都保存下來，然后再能從緩存中恢復(fù)，那我們就能夠?qū)崿F(xiàn)yield和 resume。
實現(xiàn)這樣操作有幾種方法呢？
上述第三種和第四種只是能過做到跳轉(zhuǎn)，但是沒法保存調(diào)用棧上的狀態(tài)，看起來基本上不能算是實現(xiàn)了協(xié)程，只能算做做demo，第五種除非官方支持，否則自行改寫編譯器通用性很差。而第一種方案的 ucontext 在iOS上是廢棄了的，不能使用。那么我們使用的是第二種方案，自己用匯編模擬一下 ucontext。
模擬ucontext的核心是通過getContext和setContext實現(xiàn)保存和恢復(fù)調(diào)用棧。需要熟悉不同CPU架構(gòu)下的調(diào)用約定(Calling Convention). 匯編實現(xiàn)就是要針對不同cpu實現(xiàn)一套，我們目前實現(xiàn)了 armv7、arm64、i386、x86_64，支持iPhone真機和模擬器。
說了這么多，還是看看代碼吧，我們從一個簡單的網(wǎng)絡(luò)請求加載圖片功能來看看coobjc到底是如何使用的。
下面是最普通的網(wǎng)絡(luò)請求的寫法：
下面是使用coobjc庫協(xié)程化改造后的代碼：
原本需要20行的代碼，通過coobjc協(xié)程化改造后，減少了一半，整個代碼邏輯和可讀性都更加好，這就是coobjc強大的能力，能把原本很復(fù)雜的異步代碼，通過協(xié)程化改造，轉(zhuǎn)變成邏輯簡潔的順序調(diào)用。
coobjc還有很多其他強大的能力，本文對于coobjc的實際使用就不過多介紹了，感興趣的朋友可以去官方github倉庫自行下載查看。
我們在iPhone7 iOS11.4.1的設(shè)備上使用協(xié)程和傳統(tǒng)多線程方式分別模擬高并發(fā)讀取數(shù)據(jù)的場景，下面是兩種方式得到的壓測數(shù)據(jù)。
從上面的表格我們可以看到使用在并發(fā)量很小的場景，由于多線程可以完全使用設(shè)備的計算核心，因此coobjc總耗時要比傳統(tǒng)多線程略高，但是由于整體耗時都很小，因此差異并不明顯，但是隨著并發(fā)量的增大，coobjc的優(yōu)勢開始逐漸體現(xiàn)出來，當(dāng)并發(fā)量超過1000以后，傳統(tǒng)多線程開始出現(xiàn)線程分配異常，而導(dǎo)致很多并發(fā)任務(wù)并沒有執(zhí)行，因此在上表中顯示的是大于20秒，實際是任務(wù)已經(jīng)無法正常執(zhí)行了，但是coobjc仍然可以正常運行。
我們在手機淘寶這種超級App中嘗試了協(xié)程化改造，針對部分性能差的頁面，我們發(fā)現(xiàn)在滑動過程中存在很多主線程IO調(diào)用、數(shù)據(jù)解析，導(dǎo)致幀率下降嚴(yán)重，通過引入coobjc，在不改變原有業(yè)務(wù)代碼的基礎(chǔ)上，通過全局hook部分IO、數(shù)據(jù)解析方法，即可讓原來在主線程中同步執(zhí)行的IO方法異步執(zhí)行，并且不影響原有的業(yè)務(wù)邏輯，通過測試驗證，這樣的改造在低端機(iPhone6及以下的機器)上的幀率有20%左右的提升。
簡明
易用
清晰
性能
程序是寫來給人讀的，只會偶爾讓機器執(zhí)行一下。——Abelson and Sussman
基于協(xié)程實現(xiàn)的編程范式能夠幫助開發(fā)者編寫出更加優(yōu)美、健壯、可讀性更強的代碼。
協(xié)程可以幫助我們在編寫并發(fā)代碼的過程中減少線程和鎖的使用，提升應(yīng)用的性能和穩(wěn)定性。
本文作者：淘寶技術(shù)
重慶分公司
重慶分公司
