Reachability：它是什么，网络可用性检查库

什么是Reachability？

Reachability — 是Apple的一个示例库，演示了使用SystemConfiguration框架进行网络监控。源代码作为示例发布在Apple Developer Documentation中，但社区已将其接受为iOS项目中检查连接的标准工具。

该库基于SCNetworkReachability工作——来自SystemConfiguration的C函数，评估远程主机或IP地址的可达性。创建Reachability时，指定主机名（如google.com）或IP地址，库会异步检查该主机是否可通过设备当前的网络接口访问。

Reachability的流行度归功于其简单性：只需创建实例，通过NotificationCenter订阅通知，并监听kReachabilityChangedNotification。作为响应，应用程序接收到状态：NotReachable、ReachableViaWiFi或ReachableViaWWAN（移动数据）。

库的历史和状态

Reachability首次出现在iPhone OS 2（2008）中，与SystemConfiguration框架一起。在十年间，它是iOS中唯一的原生网络监控方式。随iOS 12和Network框架的发布，Apple推荐NWPathMonitor作为替代品，但Reachability仍然受支持。

许多第三方封装——AFNetworking、Alamofire、AshleyDodd/Reachability.swift——使用SCNetworkReachability内部机制。这些库添加了便捷的Swift/Objective-C接口、状态缓存和线程安全的回调，保持相同的SystemConfiguration基础。

Reachability内部工作原理

Reachability的主要机制——SCNetworkReachabilityCreateWithName函数，为指定的主机创建跟踪对象。然后调用SCNetworkReachabilityGetFlags——同步检查，返回带有当前网络状态的SCNetworkReachabilityFlags位码。

对于异步监控，使用SCNetworkReachabilitySetCallback，注册C回调函数。当主机可达性状态改变时，回调在当前的RunLoop上执行。Reachability将这个C回调封装到Objective-C方法中，并通过NotificationCenter发送通知。

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
    }
}

网络可达性标志

SCNetworkReachabilityFlags——编码网络状态的位码。kSCNetworkReachabilityFlagsReachable标志表示主机可达。kSCNetworkReachabilityFlagsConnectionRequired——需要建立通信才能连接。标志的组合确定应用程序是否可以发送数据。

附加标志：kSCNetworkReachabilityFlagsIsWWAN——通过移动网络连接（iOS），kSCNetworkReachabilityFlagsInterventionRequired——需要用户干预（如VPN）。Reachability考虑这些标志以确定接口类型。

Reachability使用示例

在iOS应用程序中使用Reachability的标准模式包括创建实例、订阅通知以及对状态变化做出反应。下面的示例展示了与NotificationCenter的集成，用于在网络变化时更新UI。

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("通过Wi-Fi连接")
            case .cellular:
                print("通过移动网络连接")
            case .unavailable:
                print("未连接")
            }
        }
    }
}

请求前的网络检查

在执行HTTP请求之前，可以同步检查网络可用性：reachability.connection != .unavailable。这不能保证请求成功（服务器可能不可用），但可以避免定然失败的请求并改善用户体验——应用程序在离线模式下不显示加载圆圈。

为了更精确的检查，将Reachability与URLSession超时结合。如果Reachability显示可达，但请求在超时时间内未执行——问题可能出在服务器端或限制网关。在这种情况下，可以向用户显示服务器不可用的消息。

Reachability中的连接类型

Reachability区分三种主要连接状态：Wi-Fi、移动数据（WWAN）和不可用。WWAN包括所有类型的移动通信——2G、3G、4G/LTE、5G。该库不提供WWAN内的详细信息，因此区分4G和5G需要CoreTelephony。

按网络类型划分的Reachability局限性

Reachability不区分Ethernet、VPN隧道或multipath连接——所有非WWAN接口都被分类为Wi-Fi。这一局限性与SystemConfiguration的架构有关，它在基本分类之外不提供有关网络接口的详细信息。

要确定移动通信的具体类型（4G vs 5G），需要来自CoreTelephony的CTTelephonyNetworkInfo。将Reachability与CoreTelephony结合可以让应用程序选择内容质量：在5G下播放4K流媒体，在4G/LTE下播放HD，在3G下播放SD或仅播放音频。

从Reachability迁移到NWPathMonitor

Apple建议在所有新项目中将Reachability替换为NWPathMonitor，从iOS 12开始。主要原因是NWPathMonitor是现代Network框架的一部分，用Swift编写，支持Combine，并提供关于网络路径的详细信息，无需C兼容性。

迁移过程包括将SCNetworkReachability替换为NWPathMonitor，从NotificationCenter迁移到pathUpdateHandler closure或Combine publisher。网络状态处理的算法和逻辑保持不变——仅监控API发生变化。

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

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

// 使用NWPathMonitor的现代实现
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()
    }
}

迁移建议

对于基础支持iOS 12+的项目，将Reachability完全替换为NWPathMonitor。对于支持iOS 11的项目，使用条件编译#available(iOS 12, *)，将NWPathMonitor作为主要方案，Reachability作为备用。这样可以逐步迁移，而不会丢失对旧设备的支持。

迁移的主要优势是网络路径的详细信息。NWPathMonitor不仅报告“可用/不可用”，还提供每个接口的类型、成本、优先级、代理和VPN支持。这为开发人员提供了更多数据，以将应用程序的行为适应当前网络条件。