将结构化并发代码与 Network 框架搭配使用

2025-06-10

network 框架是在 apple 平台上建立底层网络连接的最佳方式，而在 ios、ipados、和 macos 26 上，它非常适合与你的结构化并发代码搭配使用。我们将探索如何建立连接、发送和接收数据与分帧处理的信息、监听传入连接以及浏览网络上的服务。在此期间，我们还将介绍一些关键的最佳做法。

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探索 Network 框架中的结构化并发编程

Network 框架作为 Apple 平台底层网络连接的核心解决方案，在 iOS、iPadOS 和 macOS 26 系统中迎来了重大革新。该框架现已深度整合 Swift 的结构化并发特性，为开发者提供了更加现代化、简洁高效的网络编程体验。

现代化网络连接的构建

Network 框架彻底摒弃了传统 socket 编程的复杂性，无需开发者处理 sockaddr 结构体或晦涩的 ioctl 调用。取而代之的是优雅的声明式 API 设计和自动化的网络管理功能。

框架内置的关键特性包括：

自动域名解析的”按名连接”(Connect by Name)功能
动态选择最优路径的”快乐眼珠”(Happy Eyeballs)算法
原生的 TLS 加密支持
智能网络接口切换和代理支持
现代传输协议如 QUIC 的原生集成

这些特性使开发者能够专注于业务逻辑，而不必操心底层网络细节。

声明式连接建立

在 iOS/macOS 26 中，建立网络连接变得前所未有的简单。开发者只需指定三个核心要素：

端点(Endpoint) - 定义连接目标
协议栈(Protocol Stack) - 规定连接方式
参数(Parameters) - 细化连接配置

一个典型的 TLS 加密连接示例：

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let connection = NetworkConnection(to: .hostPort(host: "www.example.com", port: 1029)) {
  TLS()
}

框架会自动推断并添加必要的 TCP 和 IP 协议层。如需进一步自定义，开发者可以使用嵌套式的声明语法：

let connection = NetworkConnection(to: .hostPort(host: "www.example.com", port: 1029) {
  TLS {
    TCP {
      IP()
        .fragmentationEnabled(false)
    }
  }
}

智能化数据传输

Network 框架的数据收发操作完全采用异步设计，与 Swift 的结构化并发完美融合。基本的数据收发操作简洁明了：

let outgoingData = Data("Hello, world!".utf8)
try await connection.send(outgoingData)

let incomingData = try await connection.receive(exactly: 98).content

对于不确定长度的数据流，框架提供了灵活的接收模式：

while remaining > 0 {
    let imageChunk = try await connection.receive(atLeast: 1, atMost: remaining).content
    remaining -= imageChunk.count
}

消息分帧与对象传输

为解决流式协议的消息边界问题，iOS/macOS 26 引入了 TLV (Type-Length-Value) 分帧器：

enum GameMessage: Int {
  case selectedCharacter = 0
  case move = 1
}

let connection = NetworkConnection(to: .hostPort(host: "www.example.com", port: 1029)) {
    TLV { TLS() }
}
try await connection.send(characterData, type: GameMessage.selectedCharacter.rawValue)

更令人惊喜的是对 Swift Codable 的原生支持，开发者可以直接收发对象：

enum GameMessage: Codable {
  case selectedCharacter(String)
  case move(row: Int, column: Int)
}

let connection = NetworkConnection(to: .hostPort(host: "www.example.com", port: 1029)) {
    Coder(GameMessage.self, using: .json) { TLS() }
}
try await connection.send(GameMessage.selectedCharacter("🐨"))
let message = try await connection.receive().content

服务监听与设备发现

处理入站连接的 NetworkListener 采用了与 NetworkConnection 类似的设计模式：

try await NetworkListener {
    Coder(GameMessage.self, using: .json) { TLS() }
}.run { connection in
    for try await (gameMessage, _) in connection.messages {
        // 处理游戏消息
    }
}

设备发现方面，新的 NetworkBrowser 整合了 Wi-Fi Aware 技术，支持跨平台点对点发现：

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let endpoint = try await NetworkBrowser(for: .wifiAware(.connecting(to: .allPairedDevices, from: .ticTacToeService))).run { endpoints in
    .finish(endpoints.first!)
}

协议选择指南

开发者可根据不同场景选择合适的协议组合：

与第三方服务通信：遵循对方协议规范
自主应用间通信：推荐 Codable + TLS/QUIC
现有 URLSession 用户：可继续使用现有方案

总结

iOS/macOS 26 为 Network 框架带来的革新包括：

三大核心组件：NetworkConnection、NetworkListener、NetworkBrowser
新型消息分帧器和对象传输支持
声明式 API 设计语言
深度结构化并发集成

这些改进使网络编程更加现代化、高效，同时保持了框架原有的灵活性和强大功能。开发者现在可以更轻松地构建可靠、安全的网络应用，充分发挥 Swift 并发的优势。

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