Utilizzo di WebSocket in ios: un esempio tramite la libreria SocketRocket

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1 Utilizzo di WebSocket in ios: un esempio tramite la libreria SocketRocket Tesina per il corso di Programmazione di Sistemi Mobile Stefano Belli Anno Accademico 2014/2015

2 Che cosa sono le websocket? Websocket è una protocollo web che fornisce comunicazione full-duplex attraverso una connessione TCP. Standardizzato dall IETF nel 2011, Websocket sta ottenendo un crescente successo grazie alle sue note doti di sicurezza e affidabilità tra i browser esistenti in commercio; la sua architettura permette di sostituire i vecchi sistemi di comunicazione che si basavano su polling per determinare l arrivo di nuove informazioni. Attualmente, le websocket vengono implementate in tutti quegli abiti in cui è richiesta una forte interattività con gli utenti, come ad esempio chat, giochi multigiocatore ecc., ma vengono utilizzate anche in ambienti SPA (Single Page Application) per garantire una certa dinamicità delle pagine ( Gmail in tal senso ne è un valido esempio). Perchè implementarle in un ambiente mobile? Sebbene le Websocket siano perlopiù usate nei browser e relative applicazioni, alcuni ambienti come le già citate SPA adottano interfaccie RESTful per lo scambio di informazioni tra server e client: in questi casi le websoc-

3 3 ket trovano un comodo utilizzo, in quanto anch esse utilizzano il protocollo HTTP e possono essere implementate a fianco delle altre comuni API POST e GET. Inoltre, si consideri che le websocket normalmente operano sulla socket 80, di default abilitata nelle infrastrutture di rete. L implementazione di una connessione full-duplex attraverso una connessione TCP qualsiasi, invece, richiederebbe la configurazione di socket apposite, cosa che è assolutamente poco user-friendly per degli user-agent come quelli mobile. Infine, merita approfondimento l enorme impatto in termini di performance che una connessione asincrona ha nei confronti di una comunicazione tramite polling: il grafico seguente mostra un breve confronto tra i due approcci sopracitati.

4 Utilizzo di SocketRocket in ambiente ios Un modo relativamente semplice di utilizzare le websocket in un applicazione ios è quello di adottare la libreria SocketRocket, conforme allo standard RFC 6455 e compatibile con le principali implementazioni di questa tecnologia. Per prima cosa, è necessario creare un progetto in XCode dal quale poi partire a sviluppare l applicazione desiderata: si noti che non è richiesto uno specifico tipo di progetto, dato che uno qualsiasi servirà allo scopo. Una volta creato, procediamo al aggiunta della libreria SocketRocket tramite le seguenti opzioni: Copiare tutti i files della libreria nel gruppo di lavoro del progetto. Includere SocketRocket come sottoprogetto e usare libsocketrocket come framework della libreria. Si tenga conto che, qualora si sia deciso di adottare questa strategia, sarà necessario aggiungere?add -ObjC? nelle opzioni di compilazione di Xcode. A seconda del metodo scelto, si renderà necessario aggiungere come import <SocketRocket/SRWebSocket.h> oppure SRWebSocket.h. Inizializzazione della libreria Per poter utilizzare la libreria, è necessario utilizzare la classe SRWeb- Socket, che può essere inizializzata nel seguente modo: NSString *urlstring SRWebSocket *websocket = [[SRWebSocket alloc] initwithurl:[nsurl URLWithString:urlString]]; dove il parametro stringwithformat indica l url alla quale connettersi con una connessione websocket, attraverso una semplice stringa (che nell esempio è inizializzata a localhost, ma ovviamente può essere impostata a qualsiasi

5 5 indirizzo si voglia). È buona norma altresì impostare l oggetto SRWebSocket come campo di classe, dato che in tal modo potrà essere utilizzato in tutta l applicazione. Implementazione di delegate L invio di un messaggio attraverso la libreria necessita, innanzitutto, di aprire la connessione attraverso il metodo open e, a connessione terminata, di chiuderla attraverso close. Successivamente, la connessione tra server e client può essere gestita attraverso l implementazione di delegate che gestiscono le varie fasi della connessione (o eventi inattesi, come vedremo). Ad esempio, l avvenuta connessione websocket con il server può essere gestita tramite il metodo websocketdidopen: - (void)websocketdidopen:(srwebsocket *)WebSocket websocket = WebSocket; [websocket send:[nsstring stringwithformat:@"hello from %@", [UIDevice currentdevice].name]]; Si tenga nota che l avvenuta connessione tra server e client provoca l automatica evocazione del metodo websocketdidopen, data la sua natura di delegate. Nell esempio, inoltre, si noti la riga websocket = WebSocket: sebbene essa non sia necessaria nella maggioranza dei casi, è sempre buona norma riinizializzare l oggetto SRWebSocket in questo metodo dato che le specifiche di connessione potrebbero cambiare, sopratutto in fase di instaurazione. Qualora la connessione non abbia avuto successo (per esempio, a causa di un firewall o di mancata connessione), sarà possibile gestire l errore attraverso

6 il delegate didfailwitherror: - (void)websocket:(srwebsocket *)websocket didfailwitherror:(nserror *)error; NSLog(@":( Websocket Failed With Error %@", error); websocket = nil; In questo caso, il parametro error ci fornirà alcune indicazioni, in formato NSError, sull errore provocato dalla connessione (si ricordi che è possibile trasformarlo in formato stringa usando -[NSError localizeddescription].) La ricezione di messaggi da parte del server è anch essa gestita attraverso delegate, attraverso il metodo didreceivemessage: - (void)websocket:(srwebsocket *)websocket didreceivemessage:(id)message; NSLog(@"Received \"%@\"", message); Particolare attenzione dovrebbe essere posta sul tipo di oggetto ottenuto dal messaggio: essendo di tipo id, viene restituito solo un puntatore ad oggetto generico, che potrebbe essere quindi di qualsiasi tipo. È pertanto possibile inviare veri e propri files attraverso SocketRocket, come immagini, file audio e testuali, dato che basterà inviare uno oggetto del tipo NSStream (e derivati) tra i due peer. Attualmente, i messaggi trasmessi attraverso SocketRocket permettono l invio e la ricezione di messaggi fino a 16Mb, mentre è in fase di standardizzazione una versione che innalzi questo limite fino a 2Gb a messaggio.

7 7 Infine, è ovviamente possibile gestire attraverso un delegate l effettiva chiusura di connessione tra server e client, attraverso il metodo didclosewithcode: - (void)websocket:(srwebsocket *)websocket didclosewithcode:(nsinteger)code reason:(nsstring *)reason wasclean:(bool)wasclean; NSLog(@"WebSocket closed"); _websocket = nil; Anche in questo caso sarà possibile ottenere qualche informazione aggiuntiva attraverso il parametro reason, che a differenza di didfailwitherror è in formato stringa; un parametro booleano, invece, segnalerà se la connessione è stata chiusa attraverso il metodo close e non ha subito, invece, un brusco arresto.

8 Send, Ping e Reconnect L invio di un messaggio al server è effettuabile attraverso il metodo send, che richiede un parametro di tipo id per il corpo del messaggio. Come già spiegato precedentemente, id è un parametro puntatore, ed è quindi possibile inviare un qualsiasi tipo di oggetto attraverso una connessione SocketRocket. Questa libreria consente anche di controllare se un determinato client è connesso alla rete ed è, pertanto, raggiungibile. Questa operazione è effettuabile attraverso il metodo sendping, che invia un piccolo pacchetto senza informazioni per verificare che la destinazione sia connessa e in grado di rispondere. Grazie alla risposta inviata automaticamente (chiamata pong) e intercettata tramite il metodo didreceivepong, infatti, il client riuscirà a capire se la connessione è ancora valida. Per un esempio di come didreceivepong debba essere implementato, vedere il seguente esempio: - (void)websocket:(srwebsocket *)websocket didreceivepong:(nsdata *)pongpayload; NSLog(@"Websocket received pong"); Nelle applicazioni di rete a volte può rendersi necessario effettuare una riconnessione tra server e client, per ad esempio riabilitare alcuni handshake necessari per il corretto funzionamento dell applicazione. Purtroppo, SocketRocket non fornisce direttamente questa funzionalità, lasciando all utente la necessità di implementarla manualmente.

9 9 Di seguito è presentata un esempio di riconnessione, implementata attraverso un semplice utilizzo di close e open. - (void)_reconnect; websocket.delegate = nil; [websocket close]; websocket = [[SRWebSocket alloc] initwithurlrequest:[nsurlrequest requestwithurl:[nsurl URLWithString:@"ws://localhost:8080"]]]; websocket.delegate = self; [websocket open]; Ovviamente, come mostrato nell esempio, si rende necessario la inizializzazione dei delegate una volta reinstaurata la connessione tra server e client, per poter continuare ad intercettare tutti i vari eventi che possono presentarsi nella comunicazione.