前言
本文承接上文:iOS即时通讯之CocoaAsyncSocket源码解析一
上文我们提到了GCDAsyncSocket的初始化，以及最终connect之前的准备工作，包括一些错误检查；本机地址创建以及socket创建；服务端地址的创建；还有一些本机socket可选项的配置，例如禁止网络出错导致进程关闭的信号等。
上文讲到了本文方法八--创建Socket，其中有这么一行代码：
//和connectInterface绑定
if (![self bindSocket:socketFD toInterface:connectInterface error:errPtr])
{
//绑定失败，直接关闭返回
[self closeSocket:socketFD]; return SOCKET_NULL;
}
我们去用之前创建的本机地址去做socket绑定，接着会调用到如下方法中：
本文方法九--给Socket绑定本机地址
//绑定一个Socket的本地地址
- (BOOL)bindSocket:(int)socketFD toInterface:(NSData *)connectInterface error:(NSError **)errPtr
{
// Bind the socket to the desired interface (if needed)
//无接口就不绑定，connect会自动绑定到一个不冲突的端口上去。
if (connectInterface)
{
LogVerbose(@"Binding socket..."); //判断当前地址的Port是不是大于0
if ([[self class] portFromAddress:connectInterface] > )
{
// Since we're going to be binding to a specific port,
// we should turn on reuseaddr to allow us to override sockets in time_wait. int reuseOn = ; //设置调用close(socket)后,仍可继续重用该socket。调用close(socket)一般不会立即关闭socket，而经历TIME_WAIT的过程。
setsockopt(socketFD, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuseOn, sizeof(reuseOn));
} //拿到地址
const struct sockaddr *interfaceAddr = (const struct sockaddr *)[connectInterface bytes];
//绑定这个地址
int result = bind(socketFD, interfaceAddr, (socklen_t)[connectInterface length]); //绑定出错，返回NO
if (result != )
{
if (errPtr)
*errPtr = [self errnoErrorWithReason:@"Error in bind() function"]; return NO;
}
} //成功
return YES;
}
这个方法也非常简单，如果没有connectInterface则直接返回YES，当socket进行连接的时候，会自动绑定一个端口，进行连接。
如果有值，则我们开始绑定到我们一开始指定的地址上。
这里调用了两个和scoket相关的函数：
第一个是我们之前提到的配置scoket参数的函数：
setsockopt(socketFD, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuseOn, sizeof(reuseOn));
这里调用这个函数的主要目的是为了调用close的时候，不立即去关闭socket连接，而是经历一个TIME_WAIT过程。在这个过程中，socket是可以被复用的。我们注意到之前的connect流程并没有看到复用socket的代码。注意，我们现在走的连接流程是客户端的流程，等我们讲到服务端accept进行连接的时候，我们就能看到这个复用的作用了。
第二个是bind函数
int result = bind(socketFD, interfaceAddr, (socklen_t)[connectInterface length]);
这个函数倒是很简单，就3个参数，socket、需要绑定的地址、地址大小。这样就把socket和这个地址（其实就是端口）捆绑在一起了。
这样我们就做完了最终连接前所有准备工作，本机socket有了，服务端的地址也有了。接着我们就可以开始进行最终连接了：
本文方法十 -- 建立连接的最终方法
//连接最终方法 3 finnal。。。
- (void)connectSocket:(int)socketFD address:(NSData *)address stateIndex:(int)aStateIndex
{
// If there already is a socket connected, we close socketFD and return
//已连接，关闭连接返回
if (self.isConnected)
{
[self closeSocket:socketFD];
return;
} // Start the connection process in a background queue
//开始连接过程，在后台queue中
__weak GCDAsyncSocket *weakSelf = self; //获取到全局Queue
dispatch_queue_t globalConcurrentQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, );
//新线程
dispatch_async(globalConcurrentQueue, ^{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self"
//调用connect方法，该函数阻塞线程，所以要异步新线程
//客户端向特定网络地址的服务器发送连接请求，连接成功返回0，失败返回 -1。
int result = connect(socketFD, (const struct sockaddr *)[address bytes], (socklen_t)[address length]); //老样子，安全判断
__strong GCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
if (strongSelf == nil) return_from_block; //在socketQueue中，开辟线程
dispatch_async(strongSelf->socketQueue, ^{ @autoreleasepool {
//如果状态为已经连接，关闭连接返回
if (strongSelf.isConnected)
{
[strongSelf closeSocket:socketFD];
return_from_block;
} //说明连接成功
if (result == )
{
//关闭掉另一个没用的socket
[self closeUnusedSocket:socketFD];
//调用didConnect，生成stream，改变状态等等！
[strongSelf didConnect:aStateIndex];
}
//连接失败
else
{
//关闭当前socket
[strongSelf closeSocket:socketFD]; // If there are no more sockets trying to connect, we inform the error to the delegate
//返回连接错误的error
if (strongSelf.socket4FD == SOCKET_NULL && strongSelf.socket6FD == SOCKET_NULL)
{
NSError *error = [strongSelf errnoErrorWithReason:@"Error in connect() function"];
[strongSelf didNotConnect:aStateIndex error:error];
}
}
}}); #pragma clang diagnostic pop
});
//输出正在连接中
LogVerbose(@"Connecting...");
}
这个方法主要就是做了一件事，调用下面一个函数进行连接：
int result = connect(socketFD, (const struct sockaddr *)[address bytes], (socklen_t)[address length]);
这里需要注意的是这个函数是阻塞，直到结果返回之前，线程会一直停在这行。所以这里用的是全局并发队列，开辟了一个新的线程进行连接，在得到结果之后，又调回socketQueue中进行后续操作。
如果result为0，说明连接成功，我们会关闭掉另外一个没有用到的socket（如果有的话）。然后调用另外一个方法做一些连接成功的初始化操作。
否则连接失败，我们会关闭socket，填充错误并且返回。
我们接着来看看连接成功后，初始化的方法：
本文方法十一 -- 连接成功后的初始化
//连接成功后调用，设置一些连接成功的状态
- (void)didConnect:(int)aStateIndex
{
LogTrace(); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue"); //状态不同
if (aStateIndex != stateIndex)
{
LogInfo(@"Ignoring didConnect, already disconnected"); // The connect operation has been cancelled.
// That is, socket was disconnected, or connection has already timed out.
return;
} //kConnected合并到当前flag中
flags |= kConnected;
//停止连接超时
[self endConnectTimeout]; #if TARGET_OS_IPHONE
// The endConnectTimeout method executed above incremented the stateIndex.
//上面的endConnectTimeout,会导致stateIndex增加，所以需要重新赋值
aStateIndex = stateIndex;
#endif // Setup read/write streams (as workaround for specific shortcomings in the iOS platform)
//
// Note:
// There may be configuration options that must be set by the delegate before opening the streams.
//打开stream之前必须用相关配置设置代理
// The primary example is the kCFStreamNetworkServiceTypeVoIP flag, which only works on an unopened stream.
//主要的例子是kCFStreamNetworkServiceTypeVoIP标记，只能工作在未打开的stream中？
//
// Thus we wait until after the socket:didConnectToHost:port: delegate method has completed.
//所以我们要等待，连接完成的代理调用完
// This gives the delegate time to properly configure the streams if needed.
//这些给了代理时间，去正确的配置Stream，如果是必要的话 //创建个Block来初始化Stream
dispatch_block_t SetupStreamsPart1 = ^{ NSLog(@"hello~");
#if TARGET_OS_IPHONE
//创建读写stream失败，则关闭并报对应错误
if (![self createReadAndWriteStream])
{
[self closeWithError:[self otherError:@"Error creating CFStreams"]];
return;
} //参数是给NO的，就是有可读bytes的时候，不会调用回调函数
if (![self registerForStreamCallbacksIncludingReadWrite:NO])
{
[self closeWithError:[self otherError:@"Error in CFStreamSetClient"]];
return;
} #endif
};
//part2设置stream
dispatch_block_t SetupStreamsPart2 = ^{
#if TARGET_OS_IPHONE
//状态不一样直接返回
if (aStateIndex != stateIndex)
{
// The socket has been disconnected.
return;
}
//如果加到runloop上失败
if (![self addStreamsToRunLoop])
{
//错误返回
[self closeWithError:[self otherError:@"Error in CFStreamScheduleWithRunLoop"]];
return;
} //读写stream open
if (![self openStreams])
{
//开启错误返回
[self closeWithError:[self otherError:@"Error creating CFStreams"]];
return;
} #endif
}; // Notify delegate
//通知代理
//拿到server端的host port
NSString *host = [self connectedHost];
uint16_t port = [self connectedPort];
//拿到unix域的 url
NSURL *url = [self connectedUrl];
//拿到代理
__strong id theDelegate = delegate; //代理队列 和 Host不为nil 且响应didConnectToHost代理方法
if (delegateQueue && host != nil && [theDelegate respondsToSelector:@selector(socket:didConnectToHost:port:)])
{
//调用初始化stream1
SetupStreamsPart1(); dispatch_async(delegateQueue, ^{ @autoreleasepool { //到代理队列调用连接成功的代理方法
[theDelegate socket:self didConnectToHost:host port:port]; //然后回到socketQueue中去执行初始化stream2
dispatch_async(socketQueue, ^{ @autoreleasepool { SetupStreamsPart2();
}});
}});
}
//这个是unix domain 请求回调
else if (delegateQueue && url != nil && [theDelegate respondsToSelector:@selector(socket:didConnectToUrl:)])
{
SetupStreamsPart1(); dispatch_async(delegateQueue, ^{ @autoreleasepool { [theDelegate socket:self didConnectToUrl:url]; dispatch_async(socketQueue, ^{ @autoreleasepool { SetupStreamsPart2();
}});
}});
}
//否则只初始化stream
else
{
SetupStreamsPart1();
SetupStreamsPart2();
} // Get the connected socket int socketFD = (socket4FD != SOCKET_NULL) ? socket4FD : (socket6FD != SOCKET_NULL) ? socket6FD : socketUN; //fcntl,功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。http://blog.csdn.net/pbymw8iwm/article/details/7974789
// Enable non-blocking IO on the socket
//使socket支持非阻塞IO
int result = fcntl(socketFD, F_SETFL, O_NONBLOCK);
if (result == -)
{
//失败 ，报错
NSString *errMsg = @"Error enabling non-blocking IO on socket (fcntl)";
[self closeWithError:[self otherError:errMsg]]; return;
} // Setup our read/write sources
//初始化读写source
[self setupReadAndWriteSourcesForNewlyConnectedSocket:socketFD]; // Dequeue any pending read/write requests
//开始下一个任务
[self maybeDequeueRead];
[self maybeDequeueWrite];
}
这个方法很长一大串，其实做的东西也很简单，主要做了下面几件事：
- 把当前状态flags加上已连接，并且关闭掉我们一开始连接开启的，连接超时的定时器。
- 初始化了两个
Block：SetupStreamsPart1、SetupStreamsPart2，这两个Block做的事都和读写流有关。SetupStreamsPart1用来创建读写流，并且注册回调。另一个SetupStreamsPart2用来把流添加到当前线程的runloop上，并且打开流。 - 判断是否有代理
queue、host或者url这些参数是否为空、是否代理响应didConnectToHost或didConnectToUrl代理，这两种分别对应了普通socket连接和unix domin socket连接。如果实现了对应的代理，则调用连接成功的代理。 -
在调用代理的同时，调用了我们之前初始化的两个读写流相关的
Block。这里值得说下的是这两个Block和代理之间的调用顺序：-
先执行
SetupStreamsPart1后执行SetupStreamsPart2，没什么好说的，问题是代理的执行时间，想想如果我们放在SetupStreamsPart2后面是不是会导致个问题，就是用户收到消息了，但是连接成功的代理还没有被调用，这显然是不合理的。所以我们的调用顺序是SetupStreamsPart1->代理->SetupStreamsPart2所以出现了如下代码：
//调用初始化stream1
SetupStreamsPart1(); dispatch_async(delegateQueue, ^{ @autoreleasepool { //到代理队列调用连接成功的代理方法
[theDelegate socket:self didConnectToHost:host port:port]; //然后回到socketQueue中去执行初始化stream2
dispatch_async(socketQueue, ^{ @autoreleasepool { SetupStreamsPart2();
}});
}});
-
原因是为了线程安全和socket相关的操作必须在socketQueue中进行。而代理必须在我们设置的代理queue中被回调。
5、拿到当前的本机socket，调用如下函数：
int result = fcntl(socketFD, F_SETFL, O_NONBLOCK);
简单来说，这个函数类似我们之前提到的一个函数setsockopt()，都是给socket设置一些参数，以实现一些功能。而这个函数，能实现的功能更多。大家可以看看这篇文章参考参考：fcntl函数详解
而在这里，就是为了把socket的IO模式设置为非阻塞。很多小伙伴又要疑惑什么是非阻塞了，先别急，关于这个我们下文会详细的来谈。
6、我们初始化了读写source（很重要，所有的消息都是由这个source来触发的，我们之后会详细分析这个方法）。
7、我们做完了stream和source的初始化处理，则开始做一次读写任务（这两个方法暂时不讲，会放到之后的Read和Write篇中去讲）。
我们接着来讲讲这个方法中对其他方法的调用，按照顺序来，先从第2条，两个Block中对stream的处理开始。和stream相关的函数一共有6个：
Stream相关方法一 -- 创建读写stream
//创建读写stream
- (BOOL)createReadAndWriteStream
{
LogTrace(); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue"); //如果有一个有值，就返回
if (readStream || writeStream)
{
// Streams already created
return YES;
}
//拿到socket，首选是socket4FD，其次socket6FD，都没有才是socketUN，socketUN应该是Unix的socket结构体
int socketFD = (socket4FD != SOCKET_NULL) ? socket4FD : (socket6FD != SOCKET_NULL) ? socket6FD : socketUN; //如果都为空，返回NO
if (socketFD == SOCKET_NULL)
{
// Cannot create streams without a file descriptor
return NO;
} //如果非连接，返回NO
if (![self isConnected])
{
// Cannot create streams until file descriptor is connected
return NO;
} LogVerbose(@"Creating read and write stream..."); #pragma mark - 绑定Socket和CFStream
//下面的接口用于创建一对 socket stream，一个用于读取，一个用于写入：
CFStreamCreatePairWithSocket(NULL, (CFSocketNativeHandle)socketFD, &readStream, &writeStream); // The kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket property should be false by default (for our case).
// But let's not take any chances. //读写stream都设置成不会随着绑定的socket一起close,release。 kCFBooleanFalse不一起，kCFBooleanTrue一起
if (readStream)
CFReadStreamSetProperty(readStream, kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket, kCFBooleanFalse);
if (writeStream)
CFWriteStreamSetProperty(writeStream, kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket, kCFBooleanFalse); //如果有一个为空
if ((readStream == NULL) || (writeStream == NULL))
{
LogWarn(@"Unable to create read and write stream..."); //关闭对应的stream
if (readStream)
{
CFReadStreamClose(readStream);
CFRelease(readStream);
readStream = NULL;
}
if (writeStream)
{
CFWriteStreamClose(writeStream);
CFRelease(writeStream);
writeStream = NULL;
}
//返回创建失败
return NO;
}
//创建成功
return YES;
}
这个方法基本上很简单，就是关于两个stream函数的调用：
1、创建stream的函数：
CFStreamCreatePairWithSocket(NULL, (CFSocketNativeHandle)socketFD, &readStream, &writeStream);
这个函数创建了一对读写stream，并且把stream与这个scoket做了绑定。
2、设置stream属性：
-
CFReadStreamSetProperty(readStream, kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket, kCFBooleanFalse);
CFWriteStreamSetProperty(writeStream, kCFStreamPropertyShouldCloseNativeSocket, kCFBooleanFalse);这个函数可以给
stream设置一个属性，这里是设置stream不会随着socket的生命周期（close,release）而变化。
接着调用了registerForStreamCallbacksIncludingReadWrite来给stream注册读写回调。
Stream相关方法二 -- 读写回调的注册：
//注册Stream的回调
- (BOOL)registerForStreamCallbacksIncludingReadWrite:(BOOL)includeReadWrite
{
LogVerbose(@"%@ %@", THIS_METHOD, (includeReadWrite ? @"YES" : @"NO")); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue");
//判断读写stream是不是都为空
NSAssert((readStream != NULL && writeStream != NULL), @"Read/Write stream is null"); //客户端stream上下文对象
streamContext.version = ;
streamContext.info = (__bridge void *)(self);
streamContext.retain = nil;
streamContext.release = nil;
streamContext.copyDescription = nil; // The open has completed successfully.
// The stream has bytes to be read.
// The stream can accept bytes for writing.
// An error has occurred on the stream.
// The end of the stream has been reached. //设置一个CF的flag 两种，一种是错误发生的时候，一种是stream事件结束
CFOptionFlags readStreamEvents = kCFStreamEventErrorOccurred | kCFStreamEventEndEncountered ;
//如果包含读写
if (includeReadWrite)
//仍然有Bytes要读的时候 The stream has bytes to be read.
readStreamEvents |= kCFStreamEventHasBytesAvailable; //给读stream设置客户端，会在之前设置的那些标记下回调函数 CFReadStreamCallback。设置失败的话直接返回NO
if (!CFReadStreamSetClient(readStream, readStreamEvents, &CFReadStreamCallback, &streamContext))
{
return NO;
} //写的flag,也一样
CFOptionFlags writeStreamEvents = kCFStreamEventErrorOccurred | kCFStreamEventEndEncountered;
if (includeReadWrite)
writeStreamEvents |= kCFStreamEventCanAcceptBytes; if (!CFWriteStreamSetClient(writeStream, writeStreamEvents, &CFWriteStreamCallback, &streamContext))
{
return NO;
}
//走到最后说明读写都设置回调成功，返回YES
return YES;
}
相信用过CFStream的朋友，应该会觉得很简单，这个方法就是调用了一些CFStream相关函数，其中最主要的这个设置读写回调函数：
Boolean CFReadStreamSetClient(CFReadStreamRef stream, CFOptionFlags streamEvents, CFReadStreamClientCallBack clientCB, CFStreamClientContext *clientContext);
Boolean CFWriteStreamSetClient(CFWriteStreamRef stream, CFOptionFlags streamEvents, CFWriteStreamClientCallBack clientCB, CFStreamClientContext *clientContext);
这个函数共4个参数：
第1个为我们需要设置的stream；
第2个为需要监听的事件选项，包括以下事件：
typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFStreamEventType) {
kCFStreamEventNone = , //没有事件发生
kCFStreamEventOpenCompleted = , //成功打开流
kCFStreamEventHasBytesAvailable = , //流中有数据可读
kCFStreamEventCanAcceptBytes = , //流中可以接受数据去写
kCFStreamEventErrorOccurred = , //流发生错误
kCFStreamEventEndEncountered = //到达流的结尾
};
其中具体用法，大家可以自行去试试，这里作者只监听了了两种事件kCFStreamEventErrorOccurred和kCFStreamEventEndEncountered，再根据传过来的参数去决定是否监听kCFStreamEventCanAcceptBytes：
//如果包含读写
if (includeReadWrite)
//仍然有Bytes要读的时候 The stream has bytes to be read.
readStreamEvents |= kCFStreamEventHasBytesAvailable;
而这里我们传过来的参数为NO，导致它并不监听可读数据。显然，我们正常的连接，当有消息发送过来，并不是由stream回调来触发的。这个框架中，如果是TLS传输的socket是用stream来触发的，这个我们后续文章会讲到。
那么有数据的时候，到底是什么来触发我们的读写呢，答案就是读写source，我们接下来就会去创建初始化它。
这里绑定了两个函数，分别对应读和写的回调，分别为：
//读的回调
static void CFReadStreamCallback (CFReadStreamRef stream, CFStreamEventType type, void *pInfo)
//写的回调
static void CFWriteStreamCallback (CFWriteStreamRef stream, CFStreamEventType type, void *pInfo)
关于这两个函数，同样这里暂时不做讨论，等后续文章再来分析。
还有一点需要说一下的是streamContext这个属性，它是一个结构体，包含流的上下文信息，其结构如下：
typedef struct {
CFIndex version;
void *info;
void *(*retain)(void *info);
void (*release)(void *info);
CFStringRef (*copyDescription)(void *info);
} CFStreamClientContext
这个流的上下文中info指针，其实就是前面所对应的读写回调函数中的pInfo指针，每次回调都会传过去。其它的version就是流的版本标识，之外的3个都需要的是一个函数指针，对应我们传递的pInfo的持有以及释放还有复制的描述信息，这里我们都赋值给nil。
接着我们来到流处理的第三步：addStreamsToRunLoop-添加到runloop上。
Stream相关方法三 -- 加到当前线程的runloop
//把stream添加到runloop上
- (BOOL)addStreamsToRunLoop
{
LogTrace(); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue");
NSAssert((readStream != NULL && writeStream != NULL), @"Read/Write stream is null"); //判断flag里是否包含kAddedStreamsToRunLoop，没添加过则添加。
if (!(flags & kAddedStreamsToRunLoop))
{
LogVerbose(@"Adding streams to runloop..."); [[self class] startCFStreamThreadIfNeeded];
//在开启的线程中去执行，阻塞式的
[[self class] performSelector:@selector(scheduleCFStreams:)
onThread:cfstreamThread
withObject:self
waitUntilDone:YES]; //添加标识
flags |= kAddedStreamsToRunLoop;
} return YES;
}
这里方法做了两件事：
1、开启了一条用于CFStream读写回调的常驻线程，其中调用了好几个函数：
-
+ (void)startCFStreamThreadIfNeeded；
+ (void)cfstreamThread；在这两个函数中，添加了一个
runloop，并且绑定了一个定时器事件，让它run起来，使得线程常驻。大家可以结合着github中demo的注释，自行查看这几个方法。如果有任何疑问可以看看楼主这篇文章：基于runloop的线程保活、销毁与通信，或者本文下评论，会一一解答。
2、在这个常驻线程中去调用注册方法：
-
//注册CFStream
+ (void)scheduleCFStreams:(GCDAsyncSocket *)asyncSocket
{
LogTrace(); //断言当前线程是cfstreamThread，不是则报错
NSAssert([NSThread currentThread] == cfstreamThread, @"Invoked on wrong thread"); //获取到runloop
CFRunLoopRef runLoop = CFRunLoopGetCurrent();
//如果有readStream
if (asyncSocket->readStream)
//注册readStream在runloop的kCFRunLoopDefaultMode上
CFReadStreamScheduleWithRunLoop(asyncSocket->readStream, runLoop, kCFRunLoopDefaultMode); //一样
if (asyncSocket->writeStream)
CFWriteStreamScheduleWithRunLoop(asyncSocket->writeStream, runLoop, kCFRunLoopDefaultMode);
}这里可以看到，我们流的回调都是在这条流的常驻线程中，至于为什么要这么做，相信大家楼主看过
AFNetworking系列文章的会明白。我们之后文章也会就这个框架线程的问题详细讨论的，这里就暂时不详细说明了。
这里主要用了CFReadStreamScheduleWithRunLoop函数完成了runloop的注册: -
CFReadStreamScheduleWithRunLoop(asyncSocket->readStream, runLoop, kCFRunLoopDefaultMode);
CFWriteStreamScheduleWithRunLoop(asyncSocket->writeStream, runLoop, kCFRunLoopDefaultMode);这样，如果
stream中有我们监听的事件发生了，就会在这个runloop中触发我们之前设置的读写回调函数。
我们完成了注册，接下来我们就需要打开stream了：
Stream相关方法四 -- 打开stream：
//打开stream
- (BOOL)openStreams
{
LogTrace(); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue");
//断言读写stream都不会空
NSAssert((readStream != NULL && writeStream != NULL), @"Read/Write stream is null"); //返回stream的状态 CFStreamStatus readStatus = CFReadStreamGetStatus(readStream);
CFStreamStatus writeStatus = CFWriteStreamGetStatus(writeStream); //如果有任意一个没有开启
if ((readStatus == kCFStreamStatusNotOpen) || (writeStatus == kCFStreamStatusNotOpen))
{
LogVerbose(@"Opening read and write stream..."); //开启
BOOL r1 = CFReadStreamOpen(readStream);
BOOL r2 = CFWriteStreamOpen(writeStream); //有一个开启失败
if (!r1 || !r2)
{
LogError(@"Error in CFStreamOpen");
return NO;
}
} return YES;
}
方法也很简单，通过CFReadStreamGetStatus函数，获取到当前stream的状态，判断没开启则调用CFReadStreamOpen函数去开启，如果开启失败，错误返回。
到这里stream初始化相关的工作就做完了，接着我们还是回到本文方法十一 -- 连接成功后的初始化中：
其中第5条，我们谈到了设置socket的I/O模式为非阻塞，相信很多朋友对socket的I/O：同步、异步、阻塞、非阻塞。这四个概念有所混淆。
简单的来说，同步、异步是对于客户端而言的。比如我发起一个调用一个函数，我如果直接去调用，那么就是同步的，否则新开辟一个线程去做，那么对于当前线程而言就是异步的。
而阻塞和非阻塞是对于服务端而言。当服务端被客户端调用后，我如果立刻返回调用的结果（无论数据是否处理完）那么就是非阻塞的，又或者等待数据拿到并且处理完（总之一系列逻辑）再返回，那么这种情况就是阻塞的。
好了，有了这个概念，我们接下来看看Linux下的5种I/O模型:
1)阻塞I/O（blocking I/O）
2)非阻塞I/O （nonblocking I/O）
3) I/O复用(select 和poll) （I/O multiplexing）
4)信号驱动I/O （signal driven I/O (SIGIO)）
5)异步I/O （asynchronous I/O (the POSIX aio_functions)）
我们来简单谈谈这5种模型：
1）阻塞I/O：
简单举个例子，比如我们调用read()去读取消息，如果是在阻塞模式下，我们会一直等待，直到有消息到来为止。
很多小伙伴可能又要说了，这有什么不可以，我们新开辟一条线程，让它等着不就行了，看起来确实没什么不可以。
那是因为你仅仅是站在客户端的角度上来看。试想如果我们服务端也这么做，那岂不是有多少个socket连接，我们得开辟多少个线程去做阻塞IO？
2）非阻塞I/O
于是就有了非阻塞的概念，当我们去read()的时候，直接返回结果，这样在很大概率下，是并没有消息给我们读的。这时候函数就会错误返回-1，并将errno设置为 EWOULDBLOCK，意为IO并没有数据。
这时候就需要我们自己有一个机制，能知道什么时候有数据，在去调用read()。有一个很傻的方式就是不停的循环去调用这个函数，这样有数据来，我们第一时间就读到了。
3）I/O复用模式I/O复用模式是阻塞I/O的改进版，它在read之前，会先去调用select去遍历所有的socket，看哪一个有消息。当然这个过程是阻塞的，直到有消息返回为止。然后在去调用read，阻塞的方式去读取从系统内核中去读取这条消息到进程中来。
4）信号驱动I/O信号驱动I/O是一个半异步的I/O模式，它首先会调用一个系统sginal相关的函数，把socket和信号绑定起来，然后不管有没有消息直接返回(这一步非阻塞)。这时候系统内核会去检查socket是否有可用数据。有的话则发送该信号给进程，然后进程在去调用read阻塞式的从系统内核读取数据到进程中来（这一步阻塞）。
5）可能聪明的你已经想到了更好的解决方式，这就对了，这就是我们第5种IO模式：异步I/O ,它和第4步一样，也是调用sginal相关函数，把socket和信号绑定起来，同时绑定起来的还有一块数据缓冲区buffer。然后无论有没有数据直接返回（非阻塞）。而系统内核会去检查是否有可用数据，一旦有可用数据，则触发信号，并且把数据填充到我们之前提供的数据缓冲区buffer中。这样我们进程被信号触发，并且直接能从buffer中读取到数据，整个过程没有任何阻塞。
很显然，我们CocoaAyncSocket框架用的就是第5种I/O模式。
如果大家对I/O模式仍然感到疑惑，可以看看这篇文章：
socket阻塞与非阻塞，同步与异步、I/O模型
接着我们继续看本文方法十一 -- 连接成功后的初始化中第6条，读写source的初始化方法：
本文方法十二 -- 初始化读写source：
//初始化读写source
- (void)setupReadAndWriteSourcesForNewlyConnectedSocket:(int)socketFD
{
//GCD source DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 会一直监视着 socketFD，直到有数据可读
readSource = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ, socketFD, , socketQueue);
//_dispatch_source_type_write ：监视着 socketFD，直到写数据了
writeSource = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE, socketFD, , socketQueue); // Setup event handlers __weak GCDAsyncSocket *weakSelf = self; #pragma mark readSource的回调 //GCD事件句柄 读，当socket中有数据流出现，就会触发这个句柄，全自动，不需要手动触发
dispatch_source_set_event_handler(readSource, ^{ @autoreleasepool {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self" __strong GCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
if (strongSelf == nil) return_from_block; LogVerbose(@"readEventBlock");
//从readSource中，获取到数据长度，
strongSelf->socketFDBytesAvailable = dispatch_source_get_data(strongSelf->readSource);
LogVerbose(@"socketFDBytesAvailable: %lu", strongSelf->socketFDBytesAvailable); //如果长度大于0，开始读数据
if (strongSelf->socketFDBytesAvailable > )
[strongSelf doReadData];
else
//因为触发了，但是却没有可读数据，说明读到当前包边界了。做边界处理
[strongSelf doReadEOF]; #pragma clang diagnostic pop
}}); //写事件句柄
dispatch_source_set_event_handler(writeSource, ^{ @autoreleasepool {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self" __strong GCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
if (strongSelf == nil) return_from_block; LogVerbose(@"writeEventBlock");
//标记为接受数据
strongSelf->flags |= kSocketCanAcceptBytes;
//开始写
[strongSelf doWriteData]; #pragma clang diagnostic pop
}}); // Setup cancel handlers __block int socketFDRefCount = ; #if !OS_OBJECT_USE_OBJC
dispatch_source_t theReadSource = readSource;
dispatch_source_t theWriteSource = writeSource;
#endif //读写取消的句柄
dispatch_source_set_cancel_handler(readSource, ^{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self" LogVerbose(@"readCancelBlock"); #if !OS_OBJECT_USE_OBJC
LogVerbose(@"dispatch_release(readSource)");
dispatch_release(theReadSource);
#endif if (--socketFDRefCount == )
{
LogVerbose(@"close(socketFD)");
//关闭socket
close(socketFD);
} #pragma clang diagnostic pop
}); dispatch_source_set_cancel_handler(writeSource, ^{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self" LogVerbose(@"writeCancelBlock"); #if !OS_OBJECT_USE_OBJC
LogVerbose(@"dispatch_release(writeSource)");
dispatch_release(theWriteSource);
#endif if (--socketFDRefCount == )
{
LogVerbose(@"close(socketFD)");
//关闭socket
close(socketFD);
} #pragma clang diagnostic pop
}); // We will not be able to read until data arrives.
// But we should be able to write immediately. //设置未读数量为0
socketFDBytesAvailable = ;
//把读挂起的状态移除
flags &= ~kReadSourceSuspended; LogVerbose(@"dispatch_resume(readSource)");
//开启读source
dispatch_resume(readSource); //标记为当前可接受数据
flags |= kSocketCanAcceptBytes;
//先把写source标记为挂起
flags |= kWriteSourceSuspended;
}
这个方法初始化了读写source，这个方法主要是GCD source运用，如果有对这部分知识有所疑问，可以看看宜龙大神这篇:GCD高级用法。
这里GCD Source相关的主要是下面这3个函数：
//创建source
dispatch_source_create(dispatch_source_type_t type,
uintptr_t handle,
unsigned long mask,
dispatch_queue_t _Nullable queue);
//为source设置事件句柄
dispatch_source_set_event_handler(dispatch_source_t source,
dispatch_block_t _Nullable handler);
//为source设置取消句柄
dispatch_source_set_cancel_handler(dispatch_source_t source,
dispatch_block_t _Nullable handler);
相信大家用至少用过GCD定时器，接触过这3个函数，这里创建source的函数，根据参数type的不同，可以处理不同的事件：
这里我们用的是DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ和DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE这两个类型。标识如果handle如果有可读或者可写数据时，会触发我们的事件句柄。
- 而这里初始化的读写事件句柄内容也很简单，就是去读写数据。
- 而取消句柄也就是去关闭
socket。 - 初始化完成后，我们开启了
readSource，一旦有数据过来就触发了我们readSource事件句柄，就可以去监听的socket所分配的缓冲区中去读取数据了，而wirteSource初始化完是挂起的。 - 除此之外我们还初始化了当前
source的状态，用于我们后续的操作。
至此我们客户端的整个Connect流程结束了，用一张图来概括总结一下吧：
整个客户端连接的流程大致如上图，当然远不及于此，这里我们对地址做了IPV4和IPV6的兼容处理，对一些使用socket而产生的网络错误导致进程退出的容错处理。以及在这个过程中，socketQueue、代理queue、全局并发queue和stream常驻线程的管理调度等等。
当然其中绝大部分操作都是在socketQueue中进行的。而在socketQueue中，我们也分为两种操作dispatch_sync和dispatch_async。
因为socketQueue本身就是一个串行queue，所以我们所有的操作都在这个queue中进行保证了线程安全，而需要阻塞后续行为的操作，我们用了sync的方式。其实这样使用sync是及其容易死锁的，但是作者每次在调用sync之前都调用了这么一行判断：
if (dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey))
判断当前队列是否就是这个socketQueue队列，如果是则直接调用，否则就用sync的方式提交到这个queue中去执行。这种防死锁的方式，你学到了么？
接着我们来讲讲服务端Accept流程：
整个流程还是相对Connect来说还是十分简单的，因为这个方法很长，而且大多数是我们直接连接讲到过得内容，所以我省略了一部分的代码，只把重要的展示出来，大家可以参照着源码看。
//监听端口起点
- (BOOL)acceptOnPort:(uint16_t)port error:(NSError **)errPtr
{
return [self acceptOnInterface:nil port:port error:errPtr];
} - (BOOL)acceptOnInterface:(NSString *)inInterface port:(uint16_t)port error:(NSError **)errPtr
{
LogTrace(); // Just in-case interface parameter is immutable.
//防止参数被修改
NSString *interface = [inInterface copy]; __block BOOL result = NO;
__block NSError *err = nil; // CreateSocket Block
// This block will be invoked within the dispatch block below.
//创建socket的Block
int(^createSocket)(int, NSData*) = ^int (int domain, NSData *interfaceAddr) { //创建TCP的socket
int socketFD = socket(domain, SOCK_STREAM, ); //一系列错误判断
...
// Bind socket
//用本地地址去绑定
status = bind(socketFD, (const struct sockaddr *)[interfaceAddr bytes], (socklen_t)[interfaceAddr length]); //监听这个socket
//第二个参数是这个端口下维护的socket请求队列，最多容纳的用户请求数。
status = listen(socketFD, );
return socketFD;
}; // Create dispatch block and run on socketQueue dispatch_block_t block = ^{ @autoreleasepool { //一系列错误判断
... //判断ipv4 ipv6是否支持
... //得到本机的IPV4 IPV6的地址
[self getInterfaceAddress4:&interface4 address6:&interface6 fromDescription:interface port:port];
... //判断可以用IPV4还是6进行请求
... // Create accept sources
//创建接受连接被触发的source
if (enableIPv4)
{
//接受连接的source
accept4Source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ, socket4FD, , socketQueue); //事件句柄
dispatch_source_set_event_handler(accept4Source, ^{ @autoreleasepool { //拿到数据，连接数
unsigned long numPendingConnections = dispatch_source_get_data(acceptSource); LogVerbose(@"numPendingConnections: %lu", numPendingConnections); //循环去接受这些socket的事件(一次触发可能有多个连接)
while ([strongSelf doAccept:socketFD] && (++i < numPendingConnections)); }}); //取消句柄
dispatch_source_set_cancel_handler(accept4Source, ^{
//...
//关闭socket
close(socketFD); }); //开启source
dispatch_resume(accept4Source);
} //ipv6一样
... //在scoketQueue中同步做这些初始化。
if (dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey))
block();
else
dispatch_sync(socketQueue, block); //...错误判断
//返回结果
return result;
}
这个方法省略完仍然有这么长，它主要做了这两件事（篇幅原因，尽量精简）：
- 创建本机地址、创建socket、绑定端口、监听端口。
- 创建了一个
GCD Source，来监听这个socket读source，这样连接事件一发生，就会触发我们的事件句柄。接着我们调用了doAccept:方法循环去接受所有的连接。
接着我们来看这个接受连接的方法（同样省略了一部分不那么重要的代码）：
//连接接受的方法
- (BOOL)doAccept:(int)parentSocketFD
{
LogTrace(); int socketType;
int childSocketFD;
NSData *childSocketAddress; //IPV4
if (parentSocketFD == socket4FD)
{
socketType = ; struct sockaddr_in addr;
socklen_t addrLen = sizeof(addr);
//调用接受，得到接受的子socket
childSocketFD = accept(parentSocketFD, (struct sockaddr *)&addr, &addrLen);
//NO说明没有连接
if (childSocketFD == -)
{
LogWarn(@"Accept failed with error: %@", [self errnoError]);
return NO;
}
//子socket的地址数据
childSocketAddress = [NSData dataWithBytes:&addr length:addrLen];
}
//一样
else if (parentSocketFD == socket6FD)
{
...
}
//unix domin socket 一样
else // if (parentSocketFD == socketUN)
{
...
} //socket 配置项的设置... 和connect一样 //响应代理
if (delegateQueue)
{
__strong id theDelegate = delegate;
//代理队列中调用
dispatch_async(delegateQueue, ^{ @autoreleasepool { // Query delegate for custom socket queue dispatch_queue_t childSocketQueue = NULL; //判断是否实现了为socket 生成一个新的SocketQueue，是的话拿到新queue
if ([theDelegate respondsToSelector:@selector(newSocketQueueForConnectionFromAddress:onSocket:)])
{
childSocketQueue = [theDelegate newSocketQueueForConnectionFromAddress:childSocketAddress
onSocket:self];
} // Create GCDAsyncSocket instance for accepted socket
//新创建一个本类实例，给接受的socket
GCDAsyncSocket *acceptedSocket = [[[self class] alloc] initWithDelegate:theDelegate
delegateQueue:delegateQueue
socketQueue:childSocketQueue];
//IPV4 6 un
if (socketType == )
acceptedSocket->socket4FD = childSocketFD;
else if (socketType == )
acceptedSocket->socket6FD = childSocketFD;
else
acceptedSocket->socketUN = childSocketFD;
//标记开始 并且已经连接
acceptedSocket->flags = (kSocketStarted | kConnected); // Setup read and write sources for accepted socket
//初始化读写source
dispatch_async(acceptedSocket->socketQueue, ^{ @autoreleasepool { [acceptedSocket setupReadAndWriteSourcesForNewlyConnectedSocket:childSocketFD];
}}); //判断代理是否实现了didAcceptNewSocket方法，把我们新创建的socket返回出去
if ([theDelegate respondsToSelector:@selector(socket:didAcceptNewSocket:)])
{
[theDelegate socket:self didAcceptNewSocket:acceptedSocket];
} }});
}
return YES;
}
- 这个方法很简单，核心就是调用下面这个函数，去接受连接，并且拿到一个新的
socket childSocketFD = accept(parentSocketFD, (struct sockaddr *)&addr, &addrLen);
- 然后调用了
newSocketQueueForConnectionFromAddress:onSocket:这个代理，可以为新的socket重新设置一个socketQueue。 - 接着我们用这个
Socket重新创建了一个GCDAsyncSocket实例，然后调用我们的代理didAcceptNewSocket方法，把这个实例给传出去了。 - 这里需要注意的是，我们调用
didAcceptNewSocket代理方法传出去的实例我们需要自己保留，不然就会被释放掉，那么这个与客户端的连接也就断开了。 - 同时我们还初始化了这个新
socket的读写source，这一步完全和connect中一样，调用同一个方法，这样如果有读写数据，就会触发这个新的socket的source了。
建立连接之后的无数个新的socket，都是独立的，它们处理读写连接断开的逻辑就和客户端socket完全一样了。
而我们监听本机端口的那个socket始终只有一个，这个用来监听触发socket连接，并返回创建我们这无数个新的socket实例。
作为服务端的Accept流程就这么结束了，因为篇幅原因，所以尽量精简了一些细节的处理，不过这些处理在Connect中也是反复出现的，所以基本无伤大雅。如果大家会感到困惑，建议下载github中的源码注释，对照着再看一遍，相信会有帮助的。
接着我们来讲讲Unix Domin Socket建立本地进程通信流程：
基本上这个流程，比上述任何流程还要简单，简单的到即使不简化代码，也没多少行（当然这是建立在客户端Connect流程已经实现了很多公用方法的基础上）。
接着进入正题，我们来看看它发起连接的方法：
//连接本机的url上，IPC，进程间通信
- (BOOL)connectToUrl:(NSURL *)url withTimeout:(NSTimeInterval)timeout error:(NSError **)errPtr;
{
LogTrace(); __block BOOL result = NO;
__block NSError *err = nil; dispatch_block_t block = ^{ @autoreleasepool { //判断长度
if ([url.path length] == )
{
NSString *msg = @"Invalid unix domain socket url.";
err = [self badParamError:msg]; return_from_block;
} // Run through standard pre-connect checks
//前置的检查
if (![self preConnectWithUrl:url error:&err])
{
return_from_block;
} // We've made it past all the checks.
// It's time to start the connection process. flags |= kSocketStarted; // Start the normal connection process NSError *connectError = nil;
//调用另一个方法去连接
if (![self connectWithAddressUN:connectInterfaceUN error:&connectError])
{
[self closeWithError:connectError]; return_from_block;
} [self startConnectTimeout:timeout]; result = YES;
}}; //在socketQueue中同步执行
if (dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey))
block();
else
dispatch_sync(socketQueue, block); if (result == NO)
{
if (errPtr)
*errPtr = err;
} return result;
}
连接方法非常简单，就只是做了一些错误的处理，然后调用了其他的方法，包括一个前置检查，这检查中会去判断各种参数是否正常，如果正常会返回YES，并且把url转换成Uinix domin socket地址的结构体，赋值给我们的属性connectInterfaceUN。
接着调用了connectWithAddressUN方法去发起连接。
我们接着来看看这个方法：
//连接Unix域服务器
- (BOOL)connectWithAddressUN:(NSData *)address error:(NSError **)errPtr
{
LogTrace(); NSAssert(dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey), @"Must be dispatched on socketQueue"); // Create the socket int socketFD; LogVerbose(@"Creating unix domain socket"); //创建本机socket
socketUN = socket(AF_UNIX, SOCK_STREAM, ); socketFD = socketUN; if (socketFD == SOCKET_NULL)
{
if (errPtr)
*errPtr = [self errnoErrorWithReason:@"Error in socket() function"]; return NO;
} // Bind the socket to the desired interface (if needed) LogVerbose(@"Binding socket..."); int reuseOn = ;
//设置可复用
setsockopt(socketFD, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &reuseOn, sizeof(reuseOn)); // Prevent SIGPIPE signals int nosigpipe = ;
//进程终止错误信号禁止
setsockopt(socketFD, SOL_SOCKET, SO_NOSIGPIPE, &nosigpipe, sizeof(nosigpipe)); // Start the connection process in a background queue int aStateIndex = stateIndex; dispatch_queue_t globalConcurrentQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, );
dispatch_async(globalConcurrentQueue, ^{ const struct sockaddr *addr = (const struct sockaddr *)[address bytes];
//并行队列调用连接
int result = connect(socketFD, addr, addr->sa_len);
if (result == )
{
dispatch_async(socketQueue, ^{ @autoreleasepool {
//连接成功的一些状态初始化
[self didConnect:aStateIndex];
}});
}
else
{
// 失败的处理
perror("connect");
NSError *error = [self errnoErrorWithReason:@"Error in connect() function"]; dispatch_async(socketQueue, ^{ @autoreleasepool { [self didNotConnect:aStateIndex error:error];
}});
}
}); LogVerbose(@"Connecting..."); return YES;
}
主要部分基本和客户端连接相同，并且简化了很多，调用了这一行完成了连接：
int result = connect(socketFD, addr, addr->sa_len);
同样也和客户端一样，在连接成功之后去调用下面这个方法完成了一些资源的初始化：
[self didConnect:aStateIndex];
基本上连接就这么两个方法了（当然我们省略了一些细节），看完客户端的连接之后，到这就变得非常简单了。
接着我们来看看uinix domin socket作为服务端Accept。
这个Accpet，基本和我们普通Socket服务端的Accept相同。
//接受一个Url，uniex domin socket 做为服务端
- (BOOL)acceptOnUrl:(NSURL *)url error:(NSError **)errPtr;
{
LogTrace(); __block BOOL result = NO;
__block NSError *err = nil; //基本和正常的socket accept一模一样
// CreateSocket Block
// This block will be invoked within the dispatch block below.
//生成一个创建socket的block，创建、绑定、监听
int(^createSocket)(int, NSData*) = ^int (int domain, NSData *interfaceAddr) { //creat socket
...
// Set socket options ...
// Bind socket ... // Listen
...
}; // Create dispatch block and run on socketQueue
//错误判断
dispatch_block_t block = ^{ @autoreleasepool { //错误判断
... //判断是否有这个url路径是否正确
... //调用上面的Block创建socket，并且绑定监听。
... //创建接受连接的source
acceptUNSource = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ, socketUN, , socketQueue); int socketFD = socketUN;
dispatch_source_t acceptSource = acceptUNSource;
//事件句柄，和accpept一样
dispatch_source_set_event_handler(acceptUNSource, ^{ @autoreleasepool {
//循环去接受所有的每一个连接
...
}}); //取消句柄
dispatch_source_set_cancel_handler(acceptUNSource, ^{ //关闭socket
close(socketFD);
}); LogVerbose(@"dispatch_resume(accept4Source)");
dispatch_resume(acceptUNSource); flags |= kSocketStarted; result = YES;
}}; if (dispatch_get_specific(IsOnSocketQueueOrTargetQueueKey))
block();
else
dispatch_sync(socketQueue, block);
//填充错误
if (result == NO)
{
LogInfo(@"Error in accept: %@", err); if (errPtr)
*errPtr = err;
} return result;
}
因为代码基本雷同，所以我们省略了大部分代码，大家可以参照着之前的讲解或者源码去理解。这里和普通服务端socket唯一的区别就是，这里服务端绑定的地址是unix domin socket类型的地址，它是一个结构体，里面包含的是我们进行进程通信的纽带-一个本机文件路径。
所以这里服务端简单来说就是绑定的这个文件路径，当这个文件路径有数据可读（即有客户端连接到达）的时候，会触发初始化的source事件句柄，我们会去循环的接受所有的连接，并且新生成一个socket实例，这里和普通的socket完全一样。
就这样我们所有的连接方式已经讲完了，后面这两种方式，为了节省篇幅，确实讲的比较粗略，但是核心的部分都有提到。
另外如果你有理解客户端的Connect流程，那么理解起来应该没有什么问题，这两个流程比前者可简化太多了。