首先介绍下这个Demo：点击开始下载后，开始下载一张图片；可以暂停，然后继续下载；上面可以显示下载进度；下载完成后，把下面的图片替换成我们下载的图片。
界面
为了实现下载功能，这里用到的一个主要类URLSession，下面首先介绍一下这个类。
URLSession
URLSession类原生支持data、file、ftp、http和https协议。跟它比较相关的另外一个类是URLSessionConfiguration，这个类可以用来设置会话的相关配置，在初始化会话实例时，有可能会用到。
URLSession类的层次结构
URLSession类的层次结构如下：
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URLSession：一个会话对象 -
URLSessionConfiguration：一个会话配置对象，用户初始化会话 -
URLSessionTask：一个会话任务基类，下面三个是它的子类-
URLSessionDataTask：获取URL内容并把获取到的内容作为Data的任务-
URLSessionUploadTask：URLSessionDataTask的子类，一个上传文件的任务
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URLSessionDownloadTask：获取URL内容并把获取到的内容存储到ROM的任务 -
URLSessionStreamTask：用于建立TCP/IP连接的任务
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URLSessionAPI还提供了以下代理协议
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URLSessionDelegate：定义了处理会话级别的代理方法 -
URLSessionTaskDelegate：定义了处理任务级别的代理方法 -
URLSessionDataDelegate：定义了处理数据和上传任务级别的代理方法 -
URLSessionStreamDelegate：定义了处理流任务级别的代理方法
初始化URLSession实例
在初始化一个URLSession的实例时，可以有四种情况，每一种情况处理不同的请求：
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URLSession有一个单例shared，这个单例没有设置会话的相关配置，可以用于基本请求。 - 使用
URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration.default。通过这种方式初始化的实例，类似于单例，但是这种方式可以设置一个代理，然后获取相关数据。这种方式会把缓存保存到ROM中、把证书保存到用户的钥匙链，同时也会保存cookie。 - 使用
URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration. ephemeral，通过这种方式初始化的实例，类似于第二种创建方式，但是这种方式不会把缓存、证书和其他与会话相关的数据保存到ROM中，而是保存在RAM中，当会话失效后，这些数据会被自动清除。除非你自己手动保存到文件中。这种模式的优点主要是能保护用户的隐私。 - 使用
URLSession的初始化器，传入会话配置对象URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "download")，通过这种方式初始化的实例，可以支持HTTP和HTTPS在后台上传和下载文件。如果应用被系统杀死或者重新启动，应用可以使用同一个identifier来创建一个新的会话配置对象，并获取被系统杀死时的传输状态。如果是被用户手动终止程序，那么系统会取消所有这个会话控制的后台传输，而且系统不会自动重新打开程序。只有用户手动重新启动应用，然后继续下载任务。让应用支持后台上传和下载，还需要把会话配置对象的属性isDiscretionary设置为true。
URLSession的使用步骤
- 根据实际情况，创建一个会话配置
URLSessionConfiguration对象 - 创建会话
URLSession对象 - 使用会话对象创建一个任务
- 调用任务的
resume()方法，开始执行任务
任务开始之后，会话将会调用以下代理方法：
- 最初与服务器握手需要一个连接认证，例如SSL客户端证书，会话调用
urlSession(_:task:didReceive:completionHandler:)或者urlSession(_:didReceive:completionHandler:)代理方法。 - 如果任务数据使用一个流提供的，调用
urlSession(_:task:needNewBodyStream:)方法来获取一个InputStream对象，以为新的请求提供数据。 - 在最初传数据给服务器时，代理将会周期性地收到
urlSession(_:task:didSendBodyData:totalBytesSent:totalBytesExpectedToSend:)回调，在这个回调中，描述了上传过程。 - 服务器发回响应
- 如果响应里面要求需要认证，会话调用
urlSession(_:task:didReceive:completionHandler:)。回到第二步。 - 如果响应是一个HTTP回调响应，会话调用
urlSession(_:task:willPerformHTTPRedirection:newRequest:completionHandler:)。在这个代理方法里面，使用已提供的URLRequest对象、一个新的URLRequest对象（用于回调一个不同的URL）或者nil（把回调的响应体最为一个有效的响应并且把它返回最为结果）来执行completionHandler。
- 如果使用了这个回调，回到第二步。
- 如果代理没有实现这个方法，回调会跟踪回调的最大数量。
- 对于使用
downloadTask(withResumeData:)或者downloadTask(withResumeData:completionHandler:)创建的下载任务，会调用urlSession(_:downloadTask:didResumeAtOffset:expectedTotalBytes:)。 - 对于一个数据任务，会调用
urlSession(_:dataTask:didReceive:completionHandler:)。决定是否把数据任务转换为下载任务，然后调用completionHandler来继续接收数据或者下载数据。
- 如果选择把数据任务转换为下载任务，会话会调用
urlSession(_:dataTask:didBecome:)，调用这个方法之后，代理不会在从数据任务收到回调，而是收到下载任务回调。
- 在从服务器传输过程中，代理会周期性的收到任务级别的回调来报告传输的过程。
- 对于数据任务，会话调用
urlSession(_:dataTask:didReceive:)。 - 对于下载任务，会话调用
urlSession(_:downloadTask:didWriteData:totalBytesWritten:totalBytesExpectedToWrite:)。使用任务的cancel(byProducingResumeData:)方法来取消下载。通过任务的downloadTask(withResumeData:)和downloadTask(withResumeData:completionHandler:)来开启一个新的下载任务继续下载，回到第一步。
- 对于一个数据任务，会话可能会调用
urlSession(_:dataTask:willCacheResponse:completionHandler:)。在这里，你要决定是否允许缓存。如果没有实现这个方法，那么将会默认使用会话配置对象指定的缓存策略来执行。 - 如果响应是多重编码的，会话可能会调用多次
didReceiveResponse方法。 - 如果一个下载任务完成，会话调用
urlSession(_:downloadTask:didFinishDownloadingTo:)，这个方法中有一个文件临时存放的位置。我们需要在这里使用这些数据或者把数据保存到一个永久的位置。 - 当任务完成时，会话调用
urlSession(_:task:didCompleteWithError:)，这个方法中有一个可选的error，如果error为nil，那么意味着文件已经下载完成。如果一个下载任务被用户暂停，下载任务可以继续，并且error不为nil，这个error中包含了一个userInfo字典，NSURLSessionDownloadTaskResumeData键对应的值就是目前已经下载的数据，我要要保存起来供继续下载使用。调用会话的downloadTask(withResumeData:)或者downloadTask(withResumeData:completionHandler:)方法新建一个下载任务，继续下载未完成的内容。如果这个任务不能继续，那么需要重新新建一个下载任务，重新下载。
代码演示
用一个结构来存储这个控制器要用到的常量：
private struct Constants {
static let kDownload = "Download"
static let kStartDownload = "开始下载"
static let kPauseDownload = "暂停下载"
static let kResumeDownload = "继续下载"
static let kCompleteDownload = "下载完成"
}
点击下载按钮后，根据按钮的标题做相应的操作：
@IBAction func startDownload(_ button: UIButton) {
switch button.currentTitle! {
case Constants.kStartDownload:
currentTitle = Constants.kPauseDownload
UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = true
// 创建会话相关配置
let config = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: Constants.kDownload)
// 在应用进入后台时，让系统决定决定是否在后台继续下载。如果是false，进入后台将暂停下载
config.isDiscretionary = true
// 创建一个可以在后台下载的session (其实会话的类型有四种形式)
session = URLSession(configuration: config, delegate: self, delegateQueue: .main)
task = session.downloadTask(with: request)
task.resume()
case Constants.kPauseDownload:
UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = false
currentTitle = Constants.kResumeDownload
// 保存已经下载的位置
task.cancel { (data) in
self.resumeData = data
}
case Constants.kResumeDownload:
UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = true
currentTitle = Constants.kPauseDownload
// 重新建立一个下载任务，继续下载未完成的数据
task = session.downloadTask(withResumeData: resumeData)
task.resume()
case Constants.kCompleteDownload:
print("kCompleteDownload-----下载完成")
default:
break
}
}
下面是实现URLSessionDownloadDelegate的代理方法：
extension ViewController: URLSessionDownloadDelegate {
// 每下载完一部分调用，可能会调用多次
func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didWriteData bytesWritten: Int64, totalBytesWritten: Int64, totalBytesExpectedToWrite: Int64) {
progressView.progress = Float(totalBytesWritten) / Float(totalBytesExpectedToWrite)
print(progressView.progress)
}
// 下载完成后调用
func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didFinishDownloadingTo location: URL) {
// 下载完成后，保存到缓存目录
let destination = NSSearchPathForDirectoriesInDomains(.cachesDirectory, .userDomainMask, true).last! + "/" + downloadTask.response!.suggestedFilename!
do {
try FileManager.default.moveItem(atPath: location.path, toPath: destination)
}
catch {
print(error.localizedDescription)
}
UIApplication.shared.isNetworkActivityIndicatorVisible = false
imageView.image = UIImage(contentsOfFile: destination)
currentTitle = Constants.kCompleteDownload
// 在后台下载完成，重新进入前台，把progress设置为1.0；如果不设置，progress的值是进入后台之前的值
progressView.progress = 1.0
session.invalidateAndCancel() // 下载完成，使session失效
}
// 任务完成时调用，但是不一定下载完成；用户点击暂停后，也会调用这个方法
func urlSession(_ session: URLSession, task: URLSessionTask, didCompleteWithError error: Error?) {
if error != nil {
// 如果下载任务可以恢复，那么NSError的userInfo包含了NSURLSessionDownloadTaskResumeData键对应的数据，保存起来，继续下载要用到
if let data = (error as! NSError).userInfo[NSURLSessionDownloadTaskResumeData] as? Data {
resumeData = data
}
}
}
// 继续下载时调用
func urlSession(_ session: URLSession, downloadTask: URLSessionDownloadTask, didResumeAtOffset fileOffset: Int64, expectedTotalBytes: Int64) {
print("didResumeAtOffset-----继续下载")
}
}
关键代码都在这里，大家可以下载Demo。有什么问题，欢迎留言。谢谢！
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