轉自：標哥的技術博客

概述

即將要做一個有點技術含量的項目，其中一個小技術點就是視頻上傳、下載，在項目開始前，就需要做一下下技術調研，並寫出相應的demo。

本篇文章是針對所設計的demo而寫的，只有下載的功能。當然，這個demo只是最簡單版的，不考慮耦合性，只考慮是否可實現的問題。

高手也可以看看，最好在閱讀之後可以將自己的想法在評論中寫出來，交流交流各自封裝的思想。如果您不會寫，也可以參考參考，相信也會有所收獲！

目錄

第一節：功能說明

第二節：設計理念

第三節：如何設計整個下載管理器

第四節：子類化NSOperation

第五節：反饋到UI展示進度及狀態提示

第六節：設計管理下載類

第七節：小結

第八節：下載demo

效果圖

沒有效果圖就沒有閱讀完本篇文章的勇氣，給大家打打氣，繼續閱讀吧！

第一節：功能說明

首先，本篇文章教大家寫一個最簡單的下載管理器，不包含上傳管理器。不過，上傳管理器與下載管理器是一樣的，後面會拋磚引玉，大家可以各自去嘗試！

本篇文章所講解的下載管理器具備以下功能：

• 開始下載某個視頻

• 掛起某個視頻下載（暫停下載）

• 恢復某個視頻下載（繼續下載）

• 可設置下載最大並發量

• 添加到下載隊列

以下便是最基本的功能了，那麼我們就根據這幾個基本功能來實現。至於要做到後台自動下載及退出App，下次進入再自動恢復到上一次退出的狀態的，這些不在本demo范圍之內！

為了demo的簡單，一切從簡！

第二節：設計理念

• 設計理念通常都希望簡單使用且易擴展易維護

• 與具體的下載類型無關，比如不管是視頻下載還是音頻下載又或是普通文件下載，都沒有關系，都可通用

• 單個下載應保持功能的單一性，專心做一件事

第三節：如何設計整個下載管理器

• 考慮到需要記錄進度及狀態，所以一旦開啟下載，整個app過程中都會存在，可考慮使用單例，也可以考慮非單例，但是非單例模式也得保證只創建一遍並交給appDelegate持有，其實與單例設計相當的。為了簡化，這裡采用的是單例設計。所以，下載管理器以單例形式存在。

• 考慮到需要處理並發下載問題，因此使用NSOperationQueue

• 考慮到下載類的功能單一性，采用子類化NSOperation

• 考慮到使用下載功能與文件類型無關，可定義協議，使model必須遵守，比如豆瓣開源的DOUAudioStreamer就是采用這種方式來實現

但是，為了demo的簡單，這裡沒有定義協議，直接使用model了。大家可以在真正設計時，采用協議的式，以支持任意model。筆者在項目中真正去寫的時候，也會采用協議的方式，支持下載、上傳做任意類型的文件，包括視頻、音頻等。

本demo中，主要設計以下幾個類：

• HYBVideoOperation：子類化的NSOperation，用於專門做下載

• HYBVideoModel：視頻下載數據模型，包括視頻下載地址、存儲地址、進度、狀態等，並持有HYBVideoOperation，以方便管理

• HYBVideoManager：下載管理器，管理所有的HYBVideoModel

然後，我們還需要與UI交互，所以在cell中需要model。HYBVideoCell類為cell，強引用model！

那麼，這整個交互是這樣的：

• HYBVideoManager —–>管理所有的HYBVideoModel

• 每個HYBVideoModel—–>持有一個HYBVideoOperation

• HYBVideoOperation—->弱持有一個HYBVideoModel

• HYBVideoCell —–>持有一個HYBVideoModel，當進度或狀態變化時，更新UI

所設計的回調全放在HYBVideoModel中，當HYBVideoModel的進度屬性值和狀態值發生變化時反饋到UI變化上！

第四節：子類化NSOperation

關於子類化NSOperation需要做哪些事件，最好還是先閱讀筆者之前所寫的一篇文章NSOperation/Queue，不過下面我也會列出一些要點：

• 重寫start方法時，要做好isCannelled的判斷

• 重寫isExecuting、isFinished、isConcurrent

• 重寫cancel，並處理好isCancelled KVO處理

我們設計Operation時，采用NSURLSession實現下載，通過控制NSURLSessionDownloadTask，可實現下載、暫停下載和斷點下載功能。

我們整個頭文件的設計為：

@class HYBVideoModel;
@interface NSURLSessionTask (VideoModel)
// 為了更方便去獲取，而不需要遍歷，采用擴展的方式，可直接提取，提高效率
@property (nonatomic, weak) HYBVideoModel *hyb_videoModel;
@end
@interface HYBVideoOperation : NSOperation
- (instancetype)initWithModel:(HYBVideoModel *)model session:(NSURLSession *)session;
@property (nonatomic, weak) HYBVideoModel *model;
// 可以不公開此屬性
@property (nonatomic, strong, readonly) NSURLSessionDownloadTask *downloadTask;
- (void)suspend;
- (void)resume;
- (void)downloadFinished;
@end

這裡還擴展了NSURLSessionTask，將模型與之關聯，注意采用弱引用哦！我不知道這樣設計是否合理，但是我個人認為這麼設計的好處是：接口簡單，與外部沒有直接的聯系，session來源於下載管理類，這樣可統一管理。

當下載完成之後，一定要回調downloadFinished，目的是讓任務退隊。要讓任務退隊，只有保證isFinished為YES才能退隊！

[self willChangeValueForKey:@"isFinished"];
[self willChangeValueForKey:@"isExecuting"];
_executing = NO;
_finished = YES;
[self didChangeValueForKey:@"isExecuting"];
[self didChangeValueForKey:@"isFinished"];

因為任務完成還可以重新下載，通常情況下不會自動退隊。

第五節：反饋到UI展示進度及狀態提示

我們通過模型來反饋到UI上，在進度和狀態變化時，可以回調來更新UI。

首先，下載過程有很多種狀態，我們定義成枚舉：

typedef NS_ENUM(NSInteger, HYBVideoStatus) {
  kHYBVideoStatusNone = 0,       // 初始狀態
  kHYBVideoStatusRunning = 1,    // 下載中
  kHYBVideoStatusSuspended = 2,  // 下載暫停
  kHYBVideoStatusCompleted = 3,  // 下載完成
  kHYBVideoStatusFailed  = 4,    // 下載失敗
  kHYBVideoStatusWaiting = 5    // 等待下載
 };

設計屬性：

typedef void(^HYBVideoStatusChanged)(HYBVideoModel *model);
typedef void(^HYBVideoProgressChanged)(HYBVideoModel *model);
@interface HYBVideoModel : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *videoId;
@property (nonatomic, copy) NSString *videoUrl;
@property (nonatomic, copy) NSString *imageUrl;
@property (nonatomic, copy) NSString *title;
// 用於斷點下載記錄，其實應該要存儲到文件中，然後記錄路徑，但是為了簡單，demo就不這麼做了
@property (nonatomic, strong) NSData *resumeData;
// 下載後存儲到此處
@property (nonatomic, copy) NSString *localPath;
@property (nonatomic, copy) NSString *progressText;
// 非常關鍵的屬性，進度變化會自動回調onProgressChanged
@property (nonatomic, assign) CGFloat progress;
// 狀態變化會自動回調onStatusChanged
@property (nonatomic, assign) HYBVideoStatus status;
// 這裡為什麼要引用operation且是強引用？因為管理器直接管理的是model，
// 而真正做下載任務的是operation。
// 為什麼沒有將這兩個分別作為屬性呢？為了整體更簡單！
@property (nonatomic, strong) HYBVideoOperation *operation;
@property (nonatomic, copy) HYBVideoStatusChanged onStatusChanged;
@property (nonatomic, copy) HYBVideoProgressChanged onProgressChanged;
@property (nonatomic, readonly, copy) NSString *statusText;
@end

當然，不同的人來設計，可能會有不同的方式。我分析過好幾種設計方式，但是列出來的好處，不如這一種。

當進度或者狀態變化時，自動地回調：

- (void)setProgress:(CGFloat)progress {
  if (_progress != progress) {
    _progress = progress;
    if (self.onProgressChanged) {
      self.onProgressChanged(self);
    } else {
      NSLog(@"progress changed block is empty");
    }
  }
}
- (void)setStatus:(HYBVideoStatus)status {
  if (_status != status) {
    _status = status;
    if (self.onStatusChanged) {
      self.onStatusChanged(self);
    }
  }
}

這樣回調與下載管理類及下載類都沒有直接的關系了，而model的回調直接反饋到UI層了！

在配置cell時，如下即可實時展示進度及狀態提示：

- (UITableViewCell *)tableView:(UITableView *)tableView cellForRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
  HYBVideoCell *cell = [tableView dequeueReusableCellWithIdentifier:kCellIdentifier
                                                       forIndexPath:indexPath];
  HYBVideoModel *model = [HYBVideoManager shared].videoModels[indexPath.row];
  cell.model = model;
  model.onStatusChanged = ^(HYBVideoModel *changedModel) {
    cell.model = changedModel;
  };
  model.onProgressChanged = ^(HYBVideoModel *changedModel) {
    cell.model = changedModel;
  };
  return cell;
}

當我們點擊某一個cell進入下載或者暫停之類的操作時，如下：

- (void)tableView:(UITableView *)tableView didSelectRowAtIndexPath:(NSIndexPath *)indexPath {
   HYBVideoModel *model = [HYBVideoManager shared].videoModels[indexPath.row];
  switch (model.status) {
    case kHYBVideoStatusNone: {
      [[HYBVideoManager shared] startWithVideoModel:model];
      break;
    }
    case kHYBVideoStatusRunning: {
      [[HYBVideoManager shared] suspendWithVideoModel:model];
      break;
    }
    case kHYBVideoStatusSuspended: {
     [[HYBVideoManager shared] resumeWithVideoModel:model];
      break;
    }
    case kHYBVideoStatusCompleted: {
      NSLog(@"已下載完成，可以播放了，播放路徑：%@", model.localPath);
      break;
    }
    case kHYBVideoStatusFailed: {
      [[HYBVideoManager shared] resumeWithVideoModel:model];
      break;
    }
    case kHYBVideoStatusWaiting: {
      [[HYBVideoManager shared] startWithVideoModel:model];
      break;
    }
  }
}

在UI層是否是使用簡單呢？從整體來看，使用者可非常簡單地調用實現功能。

第六節：設計管理下載類

我們所設計的管理下載類采用的是單例設計模式，而所有操作都直接與model關聯，對於外部都沒有具體地與operation關聯。當然，在項目中，最好不要直接使用這樣的模型。筆者在前面的設計理念中講到，我們可以采用協議的方式來實現，然後讓model遵守協議，這樣就能做到支持任意類型的model。

@class HYBVideoModel;
@interface HYBVideoManager : NSObject
@property (nonatomic, readonly, strong) NSArray *videoModels;
+ (instancetype)shared;
// 添加視頻模型，只是添加並不會下載
- (void)addVideoModels:(NSArray *)videoModels;
// 開始下載某個視頻
- (void)startWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel;
// 掛起
- (void)suspendWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel;
// 恢復下載
- (void)resumeWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel;
// 忽略這個，暫時沒有使用到
- (void)stopWiethVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel;
@end

我們在初始化時，創建隊列及session：

self.queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
self.queue.maxConcurrentOperationCount = 4;
NSURLSessionConfiguration *config = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
// 不能傳self.queue
self.session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:config
          delegate:self
          delegateQueue:nil];

我們要注意的是delegateQueue不能傳self.queue。起初我傳過去了，導致超過設定的並發數量就不能下載了，就一直不動了，原因就是傳了self.queue。

為什麼不能傳呢？因為我們是自定義的operation，而當使用session後，每個任務創建都會自動添加一個NSBlockOperation類型對象到隊列中，而任務完成並不會自動退隊，也就是狀態就沒有進入完成狀態，從而導致其他任務都被限制在並發處，不能繼續下載。

下面我們來看看開始下載、暫停下載、恢復下載API：

- (void)startWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel {
  if (videoModel.status != kHYBVideoStatusCompleted) {
    videoModel.status = kHYBVideoStatusRunning;
    if (videoModel.operation == nil) {
      videoModel.operation = [[HYBVideoOperation alloc] initWithModel:videoModel
                     session:self.session];
      [self.queue addOperation:videoModel.operation];
      [videoModel.operation start];
    } else {
      [videoModel.operation resume];
    }
  }
}
- (void)suspendWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel {
  if (videoModel.status != kHYBVideoStatusCompleted) {
    [videoModel.operation suspend];
  }
}
- (void)resumeWithVideoModel:(HYBVideoModel *)videoModel {
  if (videoModel.status != kHYBVideoStatusCompleted) {
    [videoModel.operation resume];
  }
}

這裡都是通過模型來取到operation，然後調用對應的操作API來實現的！對於下載管理類，是不是也變得很簡化了呢？

最後， 我們要處理一下代理：

// 下載完成時，會回調
#pragma mark - NSURLSessionDownloadDelegate
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
didFinishDownloadingToURL:(NSURL *)location {
  //本地的文件路徑，使用fileURLWithPath:來創建
  if (downloadTask.hyb_videoModel.localPath) {
    NSURL *toURL = [NSURL fileURLWithPath:downloadTask.hyb_videoModel.localPath];
    NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager];
    [manager moveItemAtURL:location toURL:toURL error:nil];
  }
  [downloadTask.hyb_videoModel.operation downloadFinished];
  NSLog(@"path = %@", downloadTask.hyb_videoModel.localPath);
}
// 下載失敗或者成功時，會回調。其中失敗有可能是暫停下載導致，所以需要做一些判斷
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session task:(NSURLSessionTask *)task didCompleteWithError:(NSError *)error {
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    if (error == nil) {
      task.hyb_videoModel.status = kHYBVideoStatusCompleted;
      [task.hyb_videoModel.operation downloadFinished];
    } else if (task.hyb_videoModel.status == kHYBVideoStatusSuspended) {
      task.hyb_videoModel.status = kHYBVideoStatusSuspended;
    } else if ([error code] < 0) {
      // 網絡異常
      task.hyb_videoModel.status = kHYBVideoStatusFailed;
    }
  });
}
// 這個是處理進度的
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
      didWriteData:(int64_t)bytesWritten
 totalBytesWritten:(int64_t)totalBytesWritten
totalBytesExpectedToWrite:(int64_t)totalBytesExpectedToWrite {
  double byts =  totalBytesWritten * 1.0 / 1024 / 1024;
  double total = totalBytesExpectedToWrite * 1.0 / 1024 / 1024;
  NSString *text = [NSString stringWithFormat:@"%.1lfMB/%.1fMB",byts,total];
  CGFloat progress = totalBytesWritten / (CGFloat)totalBytesExpectedToWrite;
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    downloadTask.hyb_videoModel.progressText = text;
    downloadTask.hyb_videoModel.progress = progress;
  });
}
// 當通過resume恢復下載時，會回調一次這裡，更新進度
- (void)URLSession:(NSURLSession *)session
      downloadTask:(NSURLSessionDownloadTask *)downloadTask
 didResumeAtOffset:(int64_t)fileOffset
expectedTotalBytes:(int64_t)expectedTotalBytes {
  double byts =  fileOffset * 1.0 / 1024 / 1024;
  double total = expectedTotalBytes * 1.0 / 1024 / 1024;
  NSString *text = [NSString stringWithFormat:@"%.1lfMB/%.1fMB",byts,total];
  CGFloat progress = fileOffset / (CGFloat)expectedTotalBytes;
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    downloadTask.hyb_videoModel.progressText = text;
    downloadTask.hyb_videoModel.progress = progress;
  });
}

大家發現沒有，給task擴展了屬性之後，到這裡可以非常簡單就能直接取到model，而給model賦值進度、狀態，都會自動觸發更新UI。是不是變得很方便了呢？內部管理代碼也比較簡單，讀起來也挺容易懂的吧！

第七節：小結

本篇文章教大家的同時，也希望大家多提出意見，尤其是設計過類似功能的開發人員，請多多指教。這篇文章中的代碼設計都是最簡單版的了，沒有考慮過多的擴展性用耦合度問題，不過文章中設計理念提出了的，請大家在項目中開發時，最好采用協議方式來設計，以支持自由擴展！

看完本篇文章，是否有收獲？是否與您之前所想有沖擊？是否想過如何設計？請大家在評論區留下保貴的意見和建議！

第八節：下載Demo

本篇文章是有demo的，但是demo中筆者將下載資源去掉了。如果大家想要測試效果，只能自尋找下載資源鏈接！

DEMO下載：DownloadManager