Reachability: Was ist das, Bibliothek zur Überprüfung der Netzwerkverfügbarkeit

Was ist Reachability?

Reachability ist eine Beispielbibliothek von Apple, die die Verwendung des SystemConfiguration-Frameworks zur Netzwerküberwachung demonstriert. Der Quellcode wurde in der Apple Developer-Dokumentation als Beispiel veröffentlicht, aber die Community hat ihn als Standardwerkzeug zur Verbindungsprüfung in iOS-Projekten übernommen.

Die Bibliothek basiert auf SCNetworkReachability — einer C-Funktion aus SystemConfiguration, die die Erreichbarkeit eines entfernten Hosts oder einer IP-Adresse bewertet. Beim Erstellen von Reachability wird entweder ein Hostname (z.B. google.com) oder eine IP-Adresse angegeben, und die Bibliothek prüft asynchron, ob dieser Host über die aktuellen Netzwerkschnittstellen des Geräts erreichbar ist.

Die Popularität von Reachability liegt in seiner Einfachheit: Einfach eine Instanz erstellen, Benachrichtigungen über NotificationCenter abonnieren und auf kReachabilityChangedNotification hören. Als Antwort erhält die App einen Status: NotReachable, ReachableViaWiFi oder ReachableViaWWAN (Mobilfunkdaten).

Geschichte und Status der Bibliothek

Reachability erschien erstmals in iPhone OS 2 (2008) zusammen mit dem SystemConfiguration-Framework. Ein Jahrzehnt lang war es die einzige native Möglichkeit, den Netzwerkstatus in iOS zu überwachen. Mit der Veröffentlichung von iOS 12 und dem Network-Framework empfiehlt Apple NWPathMonitor als Ersatz, aber Reachability wird weiterhin unterstützt.

Viele Drittanbieter-Wrapper — AFNetworking, Alamofire, AshleyDodd/Reachability.swift — verwenden den internen SCNetworkReachability-Mechanismus. Diese Bibliotheken fügen eine praktische Swift/Objective-C-Schnittstelle, Status-Memoisierung und thread-sichere Callbacks hinzu, während sie dieselbe SystemConfiguration-Basis beibehalten.

Wie Reachability intern funktioniert

Der Hauptmechanismus von Reachability ist die Funktion SCNetworkReachabilityCreateWithName, die ein Tracking-Objekt für den angegebenen Host erstellt. Dann wird SCNetworkReachabilityGetFlags aufgerufen — eine synchrone Prüfung, die eine Bitmaske von SCNetworkReachabilityFlags mit dem aktuellen Netzwerkstatus zurückgibt.

Für die asynchrone Überwachung wird SCNetworkReachabilitySetCallback verwendet, das eine C-Callback-Funktion registriert. Der Callback wird auf dem aktuellen RunLoop ausgeführt, wenn sich der Erreichbarkeitsstatus des Hosts ändert. Reachability kapselt diesen C-Callback in eine Objective-C-Methode und sendet eine Benachrichtigung über NotificationCenter.

import SystemConfiguration

class Reachability {
    private var reachabilityRef: SCNetworkReachability?

    init?(hostname: String) {
        reachabilityRef = SCNetworkReachabilityCreateWithName(
            nil, hostname
        )
    }

    func checkReachability() -> Bool {
        var flags = SCNetworkReachabilityFlags()
        SCNetworkReachabilityGetFlags(
            reachabilityRef!, &flags
        )
        return isReachable(with: flags)
    }

    private func isReachable(with flags: SCNetworkReachabilityFlags) -> Bool {
        let reachable = flags.contains(.reachable)
        let connectionRequired = flags.contains(.connectionRequired)
        return reachable && !connectionRequired
    }
}

Netzwerk-Erreichbarkeitsflags

SCNetworkReachabilityFlags ist eine Bitmaske, die den Netzwerkstatus codiert. Das Flag kSCNetworkReachabilityFlagsReachable zeigt an, dass der Host erreichbar ist. kSCNetworkReachabilityFlagsConnectionRequired — eine Verbindung muss hergestellt werden. Die Kombination der Flags bestimmt, ob die Anwendung Daten senden kann.

Zusätzliche Flags: kSCNetworkReachabilityFlagsIsWWAN — Verbindung über Mobilfunknetz (iOS), kSCNetworkReachabilityFlagsInterventionRequired — Benutzereingriff erforderlich (z.B. für VPN). Reachability berücksichtigt diese Flags zur Bestimmung des Schnittstellentyps.

Beispiele zur Verwendung von Reachability

Das Standardmuster zur Verwendung von Reachability in einer iOS-App umfasst das Erstellen einer Instanz, das Abonnieren von Benachrichtigungen und das Reagieren auf Statusänderungen. Das folgende Beispiel zeigt die Integration mit NotificationCenter zur Aktualisierung der Benutzeroberfläche bei Netzwerkänderungen.

import Reachability
import UIKit

class ViewController: UIViewController {
    var reachability: Reachability?

    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        reachability = Reachability(hostname: "google.com")
        NotificationCenter.default.addObserver(
            self,
            selector: #selector(reachabilityChanged),
            name: .reachabilityChanged,
            object: nil
        )
        reachability?.startNotifier()
    }

    @objc func reachabilityChanged(notification: Notification) {
        if let reachability = notification.object as? Reachability {
            switch reachability.connection {
            case .wifi:
                print("Mit Wi-Fi verbunden")
            case .cellular:
                print("Mit Mobilfunk verbunden")
            case .unavailable:
                print("Keine Verbindung")
            }
        }
    }
}

Netzwerkprüfung vor einer Anfrage

Vor dem Ausführen einer HTTP-Anfrage kann die Netzwerkverfügbarkeit synchron geprüft werden: reachability.connection != .unavailable. Dies garantiert keinen Erfolg der Anfrage (der Server könnte nicht verfügbar sein), verhindert aber offensichtlich fehlschlagende Anfragen und verbessert die UX — die App zeigt keinen Spinner im Offline-Modus an.

Für eine genauere Prüfung kombinieren Sie Reachability mit URLSession-Zeitüberschreitungen. Wenn Reachability erreichbar anzeigt, die Anfrage aber innerhalb des Timeouts fehlschlägt — liegt wahrscheinlich ein serverseitiges Problem oder ein Captive Portal vor. In diesem Fall kann dem Benutzer eine Meldung angezeigt werden, dass der Server nicht verfügbar ist.

Verbindungstypen in Reachability

Reachability unterscheidet drei Hauptverbindungszustände: Wi-Fi, Mobilfunkdaten (WWAN) und nicht verfügbar. WWAN umfasst alle Mobilfunkverbindungstypen — 2G, 3G, 4G/LTE, 5G. Die Bibliothek bietet keine Granularität innerhalb von WWAN, daher ist zur Unterscheidung von 4G und 5G CoreTelephony erforderlich.

Einschränkungen von Reachability nach Netzwerktypen

Reachability unterscheidet nicht zwischen Ethernet, VPN-Tunneln oder Multipath-Verbindungen — alle Nicht-WWAN-Schnittstellen werden als Wi-Fi klassifiziert. Diese Einschränkung ergibt sich aus der SystemConfiguration-Architektur, die keine detaillierten Informationen über Netzwerkschnittstellen über die grundlegende Klassifizierung hinaus bereitstellt.

Zur Bestimmung des spezifischen Mobilfunkverbindungstyps (4G vs 5G) ist CTTelephonyNetworkInfo aus CoreTelephony erforderlich. Die Kombination von Reachability mit CoreTelephony ermöglicht es der App, die Inhaltsqualität zu wählen: bei 5G — Streaming in 4K, bei 4G/LTE — HD, bei 3G — SD oder nur Audio.

Migration von Reachability zu NWPathMonitor

Apple empfiehlt, Reachability in allen neuen Projekten ab iOS 12 durch NWPathMonitor zu ersetzen. Der Hauptgrund ist, dass NWPathMonitor Teil des modernen Network-Frameworks ist, in Swift geschrieben wurde, Combine unterstützt und detaillierte Netzwerkpfadinformationen ohne C-Kompatibilität bereitstellt.

Der Migrationsprozess umfasst das Ersetzen von SCNetworkReachability durch NWPathMonitor, den Wechsel von NotificationCenter zu einem pathUpdateHandler-Closure oder Combine-Publisher. Der Algorithmus und die Logik zur Behandlung des Netzwerkstatus bleiben gleich — nur die Überwachungs-API ändert sich.

protocol NetworkMonitorProtocol {
    var isReachable: Bool { get }
    var connectionType: ConnectionType { get }
    func startMonitoring()
    func stopMonitoring()
}

enum ConnectionType {
    case wifi, cellular, ethernet, unavailable
}

// Moderne Implementierung mit NWPathMonitor
class ModernNetworkMonitor: NetworkMonitorProtocol {
    private let monitor = NWPathMonitor()
    private let queue = DispatchQueue("Network")
    private var currentPath: NWPath?

    var isReachable: Bool {
        currentPath?.status == .satisfied
    }

    func startMonitoring() {
        monitor.pathUpdateHandler = { [weak self] path in
            self?.currentPath = path
        }
        monitor.start(on: queue)
    }

    func stopMonitoring() {
        monitor.cancel()
    }
}

Migrationsempfehlungen

Für Projekte mit iOS 12+-Unterstützung ersetzen Sie Reachability vollständig durch NWPathMonitor. Für Projekte, die iOS 11 unterstützen, verwenden Sie bedingte Kompilierung #available(iOS 12, *) mit NWPathMonitor und Reachability als Fallback. Dies ermöglicht eine schrittweise Migration ohne Verlust der Unterstützung für ältere Geräte.

Der Hauptvorteil der Migration ist die Granularität des Netzwerkpfads. NWPathMonitor meldet nicht nur „er Reichbar/nicht erreichbar“ sondern auch den Typ jeder Schnittstelle, deren Kosten, Priorität, Proxy- und VPN-Unterstützung. Dies gibt dem Entwickler mehr Daten, um das Anwendungsverhalten an aktuelle Netzwerkbedingungen anzupassen.