URLSession — qué es, API de red y cómo funciona en iOS

¿Qué es URLSession?

URLSession es una API para operaciones de red presentada por Apple en iOS 7 y macOS 10.9. Reemplazó a NSURLConnection y proporcionó un modelo más flexible y potente para trabajar con la red. La biblioteca admite HTTP/1.1, HTTP/2, HTTP/3 y WebSocket, así como sesiones en segundo plano para la carga de datos.

La principal ventaja de URLSession sobre el antiguo NSURLConnection es el soporte para múltiples conexiones simultáneas a través de una sola sesión, configuraciones personalizables y la capacidad de pausar y reanudar descargas. Una sesión agrupa un conjunto de tareas de red con ajustes compartidos: caché, política de cookies, tiempos de espera, certificados TLS.

En iOS, URLSession funciona con la caché DNS del sistema, la gestión de energía y los procesos en segundo plano. Cuando la aplicación se minimiza, el sistema puede continuar cargando datos a través de una sesión en segundo plano y, al finalizar, notificar a la aplicación mediante un controlador de finalización. Las sesiones en segundo plano son especialmente útiles para descargar archivos grandes, actualizar contenido y sincronizar datos en aplicaciones de documentos y medios. Para trabajar con sesiones en segundo plano, debe implementar URLSessionDelegate y pasar un identificador de configuración al crear la sesión: el sistema utiliza este identificador para restaurar la sesión después de reiniciar la aplicación.

Una ventaja importante de URLSession es el soporte para HTTP/2 y HTTP/3. La multiplexación HTTP/2 permite enviar múltiples solicitudes a través de una sola conexión TCP, lo que reduce la latencia y la carga del servidor. HTTP/3, basado en el protocolo QUIC sobre UDP, proporciona un establecimiento de conexión aún más rápido al eliminar el handshake TCP.

Arquitectura de URLSession

La arquitectura de URLSession consta de tres componentes clave: configuración de sesión, la sesión misma y las tareas. Cada componente es responsable de un aspecto de la interacción de red, y su combinación determina el comportamiento de la aplicación al trabajar con la red.

URLSessionConfiguration

La configuración establece los parámetros de la sesión, desde tiempos de espera hasta políticas de caché. Existen tres tipos: .default (estándar con caché en disco), .ephemeral (sin guardar caché ni cookies) y .background (para descargas en segundo plano). En la configuración se puede especificar el número máximo de conexiones por host, tiempo de espera de solicitud y recurso, política TLS y proxy.

Tipos de URLSessionTask

URLSessionTask es la clase base para todas las operaciones de red. Las subclases principales son: URLSessionDataTask para solicitudes GET y POST que devuelven datos en memoria, URLSessionDownloadTask para descargar archivos al disco, URLSessionUploadTask para enviar archivos al servidor y URLSessionWebSocketTask para trabajar con WebSocket desde iOS 13.

Delegados de URLSession

El delegado de sesión recibe eventos sobre el progreso de las tareas: recepción de datos, finalización de descarga, errores de autenticación, redirecciones. URLSessionDelegate y sus subprotocolos permiten interceptar certificados TLS durante la autenticación, gestionar el caché de respuestas a través de URLCache y monitorear el progreso de descarga de archivos grandes. Alternativamente, se pueden usar closures (controladores de finalización) para casos simples donde no se requiere el manejo de eventos intermedios.

Cómo realizar solicitudes con URLSession

El flujo de trabajo básico con URLSession es el siguiente: se crea una configuración, a partir de ella una sesión, luego a través de la sesión se crea una tarea con una solicitud URL y se inicia la tarea. Analicemos un ejemplo de solicitud GET con un closure. Este patrón se utiliza en la mayoría de las aplicaciones iOS para obtener datos de APIs REST, cargar imágenes e interactuar con servicios en la nube.

let url = URL(string: "https://api.example.com/users")!
let session = URLSession.shared
let task = session.dataTask(with: url) { data, response, error in
    guard let data = data, error == nil else {
        print("Error: \(error!.localizedDescription)")
        return
    }
    if let json = try? JSONSerialization.jsonObject(with: data) {
        print("JSON: \(json)")
    }
}
task.resume()

El ejemplo utiliza URLSession.shared, un singleton con configuración .default para solicitudes simples. dataTask crea una operación asíncrona pero no la inicia; es necesario llamar a resume(). El closure se ejecuta después de que la solicitud se completa y devuelve data, response o error. Para una sesión personalizada con su propia configuración, use el inicializador URLSession(configuration:), que permite establecer políticas de caché, tiempos de espera, conexiones máximas, encabezados HTTP predeterminados y configuración de proxy para todas las tareas de la sesión. Este enfoque le brinda control total sobre el comportamiento de la red en su aplicación.

Descarga de archivos mediante URLSession

URLSession admite la descarga de archivos con capacidad de pausar y reanudar, así como descargas en segundo plano. DownloadTask guarda el archivo en un directorio temporal, y en el closure de finalización debe moverlo a una ubicación permanente.

let url = URL(string: "https://example.com/file.zip")!
let session = URLSession(configuration: .default)
let task = session.downloadTask(with: url) { location, _, _ in
    guard let location = location else { return }
    let destination = FileManager.default.temporaryDirectory
        .appendingPathComponent("file.zip")
    try? FileManager.default.moveItem(at: location, to: destination)
}
task.resume()

El parámetro location en el closure apunta a un archivo temporal que debe moverse; de lo contrario, el sistema lo eliminará después de salir del closure. Para rastrear el progreso, use el delegado URLSessionDownloadDelegate con el método didWriteData, que pasa la cantidad de bytes escritos y el tamaño total del archivo; estos datos se pueden usar para mostrar una barra de progreso en la interfaz de usuario. Las sesiones en segundo plano con downloadTask permiten continuar la descarga incluso después de minimizar la aplicación, y al finalizar, el sistema llama al controlador en AppDelegate.

URLSession vs Alamofire

Alamofire es una biblioteca Swift construida sobre URLSession que proporciona una interfaz más declarativa. La elección entre la API nativa y Alamofire depende de la complejidad del proyecto y las preferencias del equipo.

Para proyectos simples, URLSession es suficiente y no agrega dependencias. Alamofire se justifica en proyectos con muchas solicitudes de red, manejo complejo de errores y necesidad de sintaxis concisa. Ambas tecnologías comparten la base común de URLSessionConfiguration y son compatibles entre sí. Al elegir, considere que URLSession está completamente controlado por Apple y se actualiza con iOS, mientras que Alamofire requiere que los desarrolladores de la biblioteca mantengan la compatibilidad con las nuevas versiones del sistema operativo.

Ejemplos de código URLSession

Swift moderno admite async/await, lo que hace que las solicitudes de red sean más legibles en comparación con los closures. Veamos la misma solicitud GET usando sintaxis asíncrona.

func fetchUsers() async throws -> [User] {
    let url = URL(string: "https://api.example.com/users")!
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(from: url)
    let users = try JSONDecoder().decode([User].self, from: data)
    return users
}

El método data(from:) está disponible desde iOS 15 y macOS 12. Devuelve una tupla (Data, URLResponse) y lanza un error en problemas de red. JSONDecoder con un modelo Codable deserializa automáticamente la respuesta, lo que reemplaza el engorroso JSONSerialization del ejemplo anterior.

Solicitud POST con cuerpo JSON

Para solicitudes POST con cuerpo JSON, se utiliza URLRequest, donde se configuran el método, los encabezados Content-Type y el cuerpo de la solicitud como Data. Async/await hace que este proceso sea conciso y claro, y el manejo de errores es simple mediante un bloque do-catch.

func createUser(name: String) async throws -> User {
    var request = URLRequest(url: URL(string: "https://api.example.com/users")!)
    request.httpMethod = "POST"
    request.setValue("application/json", forHTTPHeaderField: "Content-Type")
    let body = try JSONEncoder().encode(["name": name])
    request.httpBody = body
    let (data, _) = try await URLSession.shared.data(for: request)
    return try JSONDecoder().decode(User.self, from: data)
}