使用特定于平台的网络功能

10 分钟

注意

.NET MAUI 是 Xamarin 的下一个演变，建议你使用它来开发移动和桌面应用，你可以在多个训练模块中了解有关 .NET MAUI 的详细信息。此 Xamarin 训练模块不会继续保留。

HttpClient 是托管实现，这意味着它无法感知本机平台网络堆栈。因此，HttpClient 无法使用每个平台的本机网络功能，这让它达不到应有的效率且优化程度也会降低。

在本单元中，利用 HttpClient 的扩展性并添加对本机平台网络堆栈的支持。

HttpClient 的问题

默认情况下，HttpClient 使用基于较低级别的操作系统接口的托管网络堆栈。因此，HttpClient 无法感知每个平台上的网络堆栈。 Android 和 iOS 都具有更高效的本机网络堆栈，但它们的 API 具有唯一性，这让通过 C# 进行使用变得更加困难。

因此，HttpClient 无法充分利用本机平台。例如，本机网络堆栈有一项功能，在手机网络数据关闭时会自动尝试开启该选项。因为 HttpClient 在默认情况下不使用本机网络堆栈，所以它不会尝试打开该选项。

什么是消息处理程序？

HttpClient 设计为可扩展，并支持消息处理程序，以影响它传输信息和处理常见 HTTP 方案的方式。例如，Microsoft 创建了名为 HttpClientHandler 的消息处理程序。可使用它来自定义 HttpClient 的某些功能。以下示例显示 HttpClientHandler 的用法：

var handler = new HttpClientHandler() {
   AllowAutoRedirect = false,
   UseProxy = true,
   AutomaticDecompression = DecompressionMethods.GZip,
   Credentials = new NetworkCredential("user", "passwd")
};

var client = new HttpClient(handler);

正如你所看到的，HttpClientHandler 具有可设置为自定义 HttpClient 的行为的属性。若要将自定义项应用于 HttpClient，请将其传入构造函数。

什么是 NSUrlSessionHandler？

Xamarin.iOS 包括名为 NSUrlSessionHandler 的消息处理程序，这有助于 HttpClient 使用其本机网络堆栈。 NSUrlSessionHandler 提供以下优势：

在开始请求之前自动打开收发器。
利用 iOS 连接池。
使用调度队列而不是托管线程。

处理网络时，处理程序使 HttpClient 像本机应用程序一样工作。

在代码中设置 NSUrlSessionHandler 如以下示例所示：

var client = new HttpClient(new NSUrlSessionHandler());

现在，HttpClient 具有本机网络堆栈的优势。

什么是 AndroidClientHandler？

与 Xamarin.iOS 一样，Xamarin.Android 包括名为 AndroidClientHandler 消息处理程序。 AndroidClientHandler 将网络通信工作推送到 Android UrlConnection 堆栈上。此处理程序允许 HttpClient 使用 Android 知晓如何处理的任何网络协议和加密协议，例如 TLS 1.2。

在代码中设置 AndroidClientHandler 如以下示例所示：

var client = new HttpClient(new AndroidClientHandler());

何时使用 NSUrlSessionHandler 和 AndroidClientHandler

作为通用指南，使用 HttpClient 时，始终使用 NSUrlSessionHandler 和 AndroidClientHandler。它们都提供本机网络堆栈具有的优点。

使用这些处理程序是新的 Xamarin.Forms 项目的默认行为。可以通过项目设置来更改 HttpClient 默认值。

若要更改 Xamarin.iOS 的默认 HttpClient 处理程序，请打开 iOS 项目的属性。在“iOS 生成”选项卡下，有一个“HttpClient 实现”选项。如果将此选项设置为 NSUrlSession，HttpClient 会使用本机 iOS 处理程序，并且不会将其传递到构造函数中。

若要更改 Xamarin.Android 的默认 HttpClient 处理程序，请打开 Android 项目的属性。在“Android 选项”选项卡下方，单击底部的“高级”按钮。在“高级 Android 选项”对话框中，有一个“SSL/TLS 实现”选项。将此值设置为 Native TLS 1.2+ 会使 HttpClient 默认使用消息处理程序。

什么是应用传输安全性？

在总结本单元之前，在 iOS 上使用本机网络堆栈时，还需记住一点。应用传输安全性 (ATS) 是一项功能，要求通过本机网络堆栈完成的每次网络通信都使用 TLS 1.2 或以上版本。如果其中一个长期密钥泄露，现代加密算法不会泄露信息。

如果应用不遵守这些规则，则无法访问网络。如果应用程序存在此问题，有两种选择。第一种，可以更改终结点以遵循应用传输安全性策略。第二种，可以通过设置 Info.plist 文件中的某些密钥来选择退出应用传输安全性。

选择退出应用传输安全性

若要选择退出应用传输安全性，必须将新的密钥添加到名为 NSAppTransportSecurity 的 Info.plist 文件。在该字典中，添加另一个名为 NSExceptionDomains 的密钥。它包含想要将其作为目标的每个终结点的子级。以下是选择退出某个终结点时所添加内容的示例：

<key>NSAppTransportSecurity</key>
<dict>
   <key>NSExceptionDomains</key>
      <dict>
      <key>dotnet.microsoft.com</key>
      <dict>
         <!-- specific options here -->
      </dict>
   </dict>
</dict>

在此示例中，我们向位于 dotnet.microsoft.com 的终结点添加了一个异常。如果在开发计算机上本地调试服务，则可以使用 NSAllowsLocalNetworking 键选择退出本地流量。

<key>NSAppTransportSecurity</key>    
<dict>
    <key>NSAllowsLocalNetworking</key>
    <true/>
</dict>

最后，如果无法识别所有终结点，请通过使用 NSAllowsArbitraryLoads 密钥禁用所有未指定终结点的应用传输安全性。下面是代码中的一个示例：

<key>NSAppTransportSecurity</key>
<dict>
   <key>NSAllowsArbitraryLoads</key>
   <true/>
</dict>

可以添加其他选项，以便更具体地说明想要选择退出的方式。该指南超出了本模块的范畴。 Xamarin.iOS ATS 文档中介绍了这些选项。

什么是 Android 网络安全配置？

和 iOS 一样，Android 具有与 Android 9（API 级别 28）中引入的类似的网络通信安全模型。当应用程序在 Android 9（API 级别 28）或更高版本的设备上运行并以这些版本为目标时，明文（非 HTTPS）流量默认处于禁用状态。如果应用需要在没有配置为 HTTPS 的服务器上下载图像或文件，那么此策略可能会影响你的开发周期。此外，你可能只是尝试在本地调试应用，而不希望安装开发证书。你可能有强烈的业务需求，即所有 Android 版本上的所有 Web 流量都必须是 HTTPS。这时候就需要 Android 的新网络安全配置功能，它可以帮助我们在应用中优化网络流量的安全性。

允许明文流量

若要允许明文流量，则需要创建网络安全配置。首先，在 Resources/xml 下创建一个名为 network_security_config.xml 的新 xml 文件。在此文件中，你将添加一个带有 domain-config 设置的 network-security-config。以下配置将允许明文流量流向特定域和 IP 地址：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<network-security-config>
  <domain-config cleartextTrafficPermitted="true">
    <domain includeSubdomains="true">10.0.2.2</domain> <!-- Debug port -->
    <domain includeSubdomains="true">xamarin.com</domain>
  </domain-config>
</network-security-config>

无论编译和目标框架如何，还可以在所有版本的 Android 上限制明文流量，从而增强应用的安全性。这是通过将 cleartextTrafficPermitted 设置为 false 来完成的。启用此项将在任何时候限制任何非 HTTPS 流量。

需要完成的最后一个操作是在“属性”文件夹中的 AndroidManifest.xml 的 application 节点上配置 networkSecurityConfig 属性：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest>
    <application android:networkSecurityConfig="@xml/network_security_config">
        ...
    </application>
</manifest>

可以添加其他选项，以便更具体地说明想要选择退出的方式。该指南超出了本模块的范畴。 Google 网络安全配置指南中介绍了这些选项。

本地调试服务和应用

最后，使用 C# 和 .NET 构建移动应用程序的好处是，你可以与其他 .NET 应用程序共享代码和知识，如此处提供的 ASP.NET Core Web API 后端。此外，在 iOS 模拟器或 Android 模拟器中运行的移动应用程序可使用本地运行的 ASP.NET Core Web 服务，并通过 HTTP 公开，如下所示：

在 iOS 模拟器中运行的应用程序可以通过计算机 IP 地址或 localhost 主机名连接到本地 HTTP Web 服务。应用程序必须选择退出 ATS，以指定 NSAllowsLocalNetworking 的最小值。例如，对于通过 /api/todoitems/ 相对 URI 公开 GET 操作的本地 HTTP Web 服务，在 iOS 模拟器中运行的应用程序可以通过向 http://localhost:<port>/api/todoitems/ 发送 GET 请求来使用操作。

在 Android 模拟器中运行的应用程序可以通过 10.0.2.2 地址连接到本地 HTTP Web 服务，该地址是你的主机环回接口的别名（在开发计算机上为 127.0.0.1）。还必须为此特定的 IP 地址设置网络安全配置。例如，对于通过 /api/todoitems/ 相对 URI 公开 GET 操作的本地 HTTP Web 服务，在 Android 模拟器中运行的应用程序可以通过向 http://10.0.2.2:<port>/api/todoitems/ 发送 GET 请求来使用操作。

ASP.NET Core Web 服务必须通过在 Startup.cs 文件中注释掉 app.UseHttpsRedirection(); 来禁用 HTTPS 重定向。

检测操作系统

DeviceInfo 类可用于检测应用程序的运行平台。可将支持访问本地安全 Web 服务的相应主机名设置如下。

public static string BaseAddress =
    DeviceInfo.Platform == DevicePlatform.Android ? "``http://10.0.2.2:5000``" : "``http://localhost:5000``";
public static string TodoItemsUrl = $"{BaseAddress}/api/todoitems/";

若要了解详细信息，请访问连接到本地 Web 服务文档。

知识检查

以下哪个选择是通过 HttpClient 使用本地网络堆栈的最佳原因？

本机网络堆栈提供针对平台更为优化的本机功能。

如果不使用本机网络堆栈，则 Apple 会在评审期间拒绝应用程序。

当应用程序在后台运行时，使用本机网络堆栈运行代码。

下面哪个选项不是选择退出应用传输安全性的有效方法？

使用 info.plist 文件中的 NSExceptionDomains 键。

在项目设置中，启用 (忽略应用传输安全性) 选项。

在 info.plist 文件中使用 NSAllowsArbitraryLoads 密钥。

在检查工作前，必须回答所有问题。

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