NWPathMonitor: คืออะไร, การตรวจสอบเครือข่าย และการทำงานใน iOS

NWPathMonitor คืออะไร?

NWPathMonitor เป็นคลาสของเฟรามว์ค Network ที่ Apple แนะนำใน iOS 12 และ macOS 10.14 Mojave เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงในเส้นทางเครือข่ายของอุปกรณ์ — การรวมกันของอินเทอร์เฟสเครือข่ายที่ทราฟิคของแอปพลิเคชันไหลผ่าน

ก่อน iOS 12 ไลบรารี Reachability ที่สร้างบนเฟรามว์ค SystemConfiguration แบบ C ถูกใช้สำหรับการตรวจสอบเครือข่าย NWPathMonitor เป็นทางเลือกแบบ Swift ดั้งเดิมที่มี API ที่หลากหลายกว่า รองรับ ชนิดการเชื่อมต่อที่ทันสมัย (VPN, multipath, LTE, 5G) และการผนวกาน GCD ในตัว

ความแตกต่างหลักระหว่าง NWPathMonitor และ Reachability — ออบเจกต์ NWPath ไม่ได้ให้เฉพาะสถานะแบบไบนารี “พร้อม/ไม่พร้อม” แต่ให้ภาพที่สมบูรณ์ของเส้นทาง: อินเทอร์เฟสที่ใช้งาน ลำดับความสำคัญ ค่าใช้จ่าย สถานะการโรมมิ่ง และความสามารถของ proxy และ VPN นักพัฒนาได้รับข้อมูลที่ครอบคลุมสำหรับการตัดสินใจเกี่ยวกับคำขอเครือข่าย

ประวัติของเฟรามว์ค Network

เฟรามว์ค Network เกิดขึ้นเป็นตัวแทนที่ทันสมัยสำหรับ API ระดับต่ำของ C — CFStream และ BSD Sockets เพื่อให้การเชื่อมต่อเครือข่ายแบบเดียวกันบนทุกแพลตฟอร์ม Apple รวมถึง watchOS และ tvOS NWPathMonitor เป็นส่วนหนึ่งของเฟรามว์คนี้พร้อมกับ NWConnection, NWListener และ NWBrowser

เฟรามว์ค Network เขียนด้วย Swift และใช้ GCD สำหรับการประมวลผลแบบไม่ซังโครนัส ซึ่งหมายความว่า callback ของ NWPathMonitor ทำงานบน dispatch queue ที่ระบุ โดยผสานกับสถาปัตยกรรมมัลติเธอร์เดิ้งของแอปพลิเคชันโดยไม่ต้อง จัดการเธรดด้วยตนเอง

วิธีใช้ NWPathMonitor ในแอปพลิเคชัน

การใช้ NWPathMonitor เริ่มด้วยการสร้างอินสแตนซ์ของคลาสและการกำหนดค่า callback pathUpdateHandler จากนั้นเมธอด start จะถูกเรียกด้วย dispatch queue ที่คลอเจอร์จะทำงาน การตรวจสอบจะหยุดโดยเมธอด cancel ซึ่งยังปล่อยทรัพยากร

import Network

class NetworkMonitor {
    private let monitor = NWPathMonitor()
    private let queue = DispatchQueue("monitor")

    func startMonitoring() {
        monitor.pathUpdateHandler = { path in
            if path.status == .satisfied {
                print("เครือข่ายพร้อม")
            } else {
                print("เครือข่ายไม่พร้อม")
            }
        }
        monitor.start(on: queue)
    }

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

การทำงานกับชนิดอินเทอร์เฟส

NWPathMonitor สามารถกำหนดค่าให้ตรวจสอบเฉพาะชนิดอินเทอร์เฟสที่ต้องการ ใช้ตัวเริ่มต้น NWPathMonitor(requiredInterfaceType:) กับพารามิเตอร์ NWInterface.InterfaceType — .wifi, .cellular, .wiredEthernet หรือ .loopback หากไม่ระบุชนิด การตรวจสอบจะครอบคลุมทุกอินเทอร์เฟส

ตัวอย่างที่ใช้ได้จริง: แอปพลิเคชันสตรีมิ่งสามารถตรวจสอบเฉพาะ Wi-Fi และเตือนผู้ใช้เมื่อสลับไปใช้ข้อมูลมือถือ การตรวจสอบ isConstrained และ isExpensive ใน NWPath ช่วยระบุว่าการเชื่อมต่อปัจจุบันมีค่าใช้จ่ายหรือจำกัดความเร็ว

วงจรของการตรวจสอบ

การตรวจสอบควรเริ่มเมื่อเปิดแอปพลิเคชันหรือเมื่อเข้าสู่เฟอร์กราวน์ และหยุดเมื่อเข้าสู่แบ็กกราวน์ แนะนำให้สร้าง อินสแตนซ์ NWPathMonitor เดียว สำหรับทั้งแอปพลิเคชัน (singleton) และใช้งานจากโมดูลต่าง ๆ ผ่านโปรโตคอลหรือชั้นบริการ

คุณสมบัติและความสามารถของ NWPath

NWPath เป็นออบเจกต์ที่ส่งไปยัง pathUpdateHandler ซึ่งอธิบายสถานะปัจจุบันของเส้นทางเครือข่าย ประกอบด้วยคุณสมบัติห้าข้อที่ครอบคลุมสิ่งที่สนารีโอการตรวจสอบเครือข่ายส่วนใหญ่ NWPath.Status — การแจงเนติมด้วยสามสถานะ: satisfied (พร้อม), unsatisfied (ไม่พร้อม) และ requiresConnection (ต้องการเชื่อมต่อ)

การตรวจสอบค่าใช้จ่ายและข้อจำกัด

คุณสมบัติ isExpensive เป็นโดยสารสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่ทำงานกับข้อมูลจำนวนมาก หาก isExpensive = true แอปพลิเคชันควรลดคุณภาพสตรีมิ่ง เลือนการดาวน์โหลดอัพเดต หรือเตือนผู้ใช้ isConstrained บ่งบอกว่าโหมดข้อมูลต่ำเปิดใช้งาน

หากต้องการตรวจสอบความพร้อมของอินเทอร์เน็ต (ไม่ใช่แค่เครือข่าย) ให้ใช้เมธอด usesInterfaceType หากอุปกรณ์เชื่อมต่อ Wi-Fi โดยไม่มีอินเทอร์เน็ต — NWPath อาจแสดง satisfied แต่ไม่สามารถเข้าถึงได้จริง ในกรณีเช่นนี้ จำเป็นต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมผ่าน NWConnection

ตัวอย่างการนำไปใช้ NWPathMonitor

มาดูการนำไปใช้ NWPathMonitor ขั้นสูงด้วยการจัดการค่าใช้จ่าย ชนิดอินเทอร์เฟส และการแจ้ง ViewModel ผ่าน publisher ตัวอย่างใช้ Combine framework สำหรับการอัพเดต UI แบบไร้เสียงเมื่อสถานะเครือข่ายเปลี่ยนแปลง

import Network
import Combine

final class NetworkManager: ObservableObject {
    static let shared = NetworkManager()
    @Published private(set) var isConnected = true
    @Published private(set) var isExpensive = false

    private let monitor = NWPathMonitor()
    private let queue = DispatchQueue("NetworkMonitor")

    private init() {
        monitor.pathUpdateHandler = { [weak self] path in
            DispatchQueue.main.async {
                self?.isConnected = path.status == .satisfied
                self?.isExpensive = path.isExpensive
            }
        }
        monitor.start(on: queue)
    }

    func checkInterface() -> NWInterface.InterfaceType {
        let path = monitor.currentPath
        if path.usesInterfaceType(.wifi) { return .wifi }
        if path.usesInterfaceType(.cellular) { return .cellular }
        return .other
    }
}

การจัดการสูญเสียเครือข่ายด้วยการดำเนินการที่เลือนไว้

เมื่อการเชื่อมต่อหาย คุณอาจต้องไม่เพียงแจ้ง UI แต่ยังต้องดำเนินการที่เลือนไว้ — ตัวอย่างเช่น บันทึกคำขอร่างสำหรับส่งทีหลัง นำไปใช้ คิวของคำขอที่เลือนไว้ ซึ่งสะสมการดำเนินการในระหว่างสถานะ unsatisfied และส่งมันเมื่อ satisfied ถูกกลับคืนมา

รูปแบบ ReachabilityManager กับ delegate เหมาะสมสำหรับงานนี้: NWPathMonitor แจ้งตัวจัดการ ตัวจัดการอัพเดตคิวและ UI เมื่อสถานะเปลี่ยนเป็น satisfied คิวจะถูกล้างโดยอัตโนมัติ และ UI จะได้รับการแจ้งการเชื่อมต่อใหม่

NWPathMonitor vs Reachability

ก่อน NWPathMonitor โซลูชันมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบเครือข่ายใน iOS คือไลบรารี Reachability ของ Apple (ตัวอย่างจากเอกสาร) ที่สร้างบน SystemConfiguration ความแตกต่างหลัก: Reachability ทำงานผ่าน SCNetworkReachability ด้วย C ไม่รองรับชนิดเครือข่ายที่ทันสมัย และให้เฉพาะคำตอบแบบไบนารีเกี่ยวกับความพร้อม

NWPathMonitor แก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้: เขียนด้วย Swift รองรับ VPN, multipath, 5G และ LTE ให้ข้อมูลในรายละเอียดเกี่ยวกับแต่ละอินเทอร์เฟส และทำงานแบบไม่ซังโครนัสผ่าน GCD Reachability ยังคงใช้ในโครงการที่รองรับ iOS 11 และต่ำกว่า

เมื่อไหร่ที่ควรใช้ Reachability

หากแอปพลิเคชันของคุณรองรับ iOS 11 และต่ำกว่า Reachability ยังเป็นตัวเลือกเดียว สำหรับ โครงการ iOS 12+ แนะนำให้ใช้ NWPathMonitor โดยตรง — มันผสานกับโค้ด Swift สมัยใหม่ Combine และ SwiftUI ได้ดีกว่า

การย้ายจาก Reachability ไปยัง NWPathMonitor ทำได้ง่าย: เพียงแทนที่การเรียก SCNetworkReachability ด้วย NWPathMonitor โดยรักษาตรรกะการจัดการเดิมแบบเดิม ชั้นการที่เป็นนามธรรม (NetworkMonitorProtocol) จะช่วยให้สามารถสลับระหว่างการนำไปใช้โดยไม่ต้องเปลี่ยนตรรกะธุรกิจของแอปพลิเคชัน