OKHttp原理解析
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Okhttp 应该是Android目前非常流行的第三方网络库，尝试讲解他的使用以及原理分析，分成几个部分：
Okhttp同步和异步使用
同步和异步流程
Dispatcher
拦截器
缓存
连接池复用
OKHttp的使用
OKHttp支持同步请求和异步请求。
同步请求
OkHttpClient mClient = new OkHttpClient.Builder().build();
Request request = new Request.Builder()
.url("http://www.baidu.com")
.get()
.build();
Call call = mClient.newCall(request);
Response response = call.execute();
异步请求
OkHttpClient mClient = new OkHttpClient.Builder().build();
Request request = new Request.Builder()
.url("http://www.baidu.com")
.get()
.build();
Call call = mClient.newCall(request);
call.enqueue(new Callback() {
@Override
public void onFailure(Call call, IOException e) {
}
@Override
public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
Log.e(TAG, "onResponse: " + response.body().string() );
}
});
这里只是很简单的使用了OKHttp去get请求，分别用了同步请求和异步请求。
前面的流程基本是一样的，构造OkHttpClient实例，构造一个Request表示Http的Request请求，再生成Call请求；
最后根据是同步还是异步，决定是直接在当前线程执行execute()，还是 enqueue()加入dispacter待执行队列。
注意enqueue()的回调并不是在主线程。如果需要切换线程的话可能需要借助Handler。
Request 和 Call 分不清两者的分别，既然有了Request为什么需要Call;
Request 表示Http的Request请求，用来封装网络请求信息及请求体，跟Response相对应；
Response 表示Http的Response响应，用来封装网络响应信息和响应体；
Call 表示请求执行器，负责发起网络请求；
同步和异步流程
1.同步请求
Response response = call.execute();
call是一个接口，由RealCall实现：
//RealCall
public Response execute() throws IOException {
synchronized (this) {
if (executed) throw new IllegalStateException("Already Executed");
executed = true;
}
captureCallStackTrace();
timeout.enter();
eventListener.callStart(this);
try {
// dispatcher加入执行队列
client.dispatcher().executed(this);
// 拦截器责任链：真正执行请求、处理结果
Response result = getResponseWithInterceptorChain();
if (result == null) throw new IOException("Canceled");
return result;
} catch (IOException e) {
e = timeoutExit(e);
eventListener.callFailed(this, e);
throw e;
} finally {
// 从dispatcher正在执行队列中移除
client.dispatcher().finished(this);
}
}
Dispatcher负责控制执行哪个请求，内部有线程池执行请求，但是在同步请求里面并没有发挥它真正的作用，只是在开始时加入正在执行队列，执行完毕后从正在执行的队列中移除。
同步请求是在当前线程直接执行的，之所以加入dispatcher正在执行的队列，是为了方便判断哪些请求是正在进行的。
getResponseWithInterceptorChain() 是一个责任链模式，是OkHttp的精髓，内部是一连串的拦截器，每个拦截器各司其职，包含了从网络请求到网络响应以及各种处理，甚至可以加入用户自定义的拦截器，类似网络协议。
2.异步请求
call.enqueue(new Callback() {
@Override
public void onFailure(Call call, IOException e) {
}
@Override
public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
Log.e(TAG, "onResponse: " + response.body().string() );
}
});
具体看下，RealCall实现enqueue()
// RealCall
public void enqueue(Callback responseCallback) {
synchronized (this) {
if (executed) throw new IllegalStateException("Already Executed");
executed = true;
}
captureCallStackTrace();
eventListener.callStart(this);
client.dispatcher().enqueue(new AsyncCall(responseCallback));
}
这里新建了一个AsyncCall，并加入dispatcher的待执行队列。在dispatcher的线程池执行到AsyncCall.executeOn()
// AsyncCall
// executorService是一个线程池
void executeOn(ExecutorService executorService) {
assert (!Thread.holdsLock(client.dispatcher()));
boolean success = false;
try {
executorService.execute(this); // 真正执行
success = true;
} catch (RejectedExecutionException e) {
...
responseCallback.onFailure(RealCall.this, ioException);
} finally {
if (!success) {
client.dispatcher().finished(this); // This call is no longer running!
}
}
}
AsyncCall 继承自NameRunnable，NameRunnable的run方法会执行execute()，所以
executorService.execute(this) 最后会执行AsyncCall的execute()方法
protected void execute() {
try {
Response response = getResponseWithInterceptorChain();
if (retryAndFollowUpInterceptor.isCanceled()) {
signalledCallback = true;
// 失败回调
responseCallback.onFailure(RealCall.this, new IOException("Canceled"));
} else {
signalledCallback = true;
// 成功回调
responseCallback.onResponse(RealCall.this, response);
}
} catch (IOException e) {
...
} finally {
// 从dispatcher正在执行队列中移除
client.dispatcher().finished(this);
}
}
可见，最后还是走到了getResponseWithInterceptorChain()，只不过跟同步请求不一样的是，它执行在dispatcher的线程池里面，最后在子线程回调
Dispatcher
Dispatcher 顾名思义，负责分发执行任务。
// 线程池，负责执行AsyncCall异步请求
private @Nullable ExecutorService executorService;
// AsyncCall异步请求待执行队列
private final Deque readyAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
// AsyncCall异步请求正在执行队列
private final Deque runningAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
// RealCall同步请求正在执行队列
private final Deque runningSyncCalls = new ArrayDeque<>();
Dispatcher 的任务很简单，控制分发当前执行的请求
拦截器：责任链模式
RealCall 内部构造了一条拦截器链，看下拦截器是怎么起作用的？
// 自定义拦截器
public class CustomInterceptor implements Interceptor {
@Override
public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
Request request = chain.request();
// 1.发起请求前，获取到上一个拦截器传过来的request，对request处理
// 2.交给下个拦截器处理，最后获得response
Response response = chain.proceed(request);
// 对response 处理返回给上一层
return response;
}
}
这样说可能会比较抽象，画个流程图就很清晰了。
RealCall的getResponseWithInterceptor()真正处理了请求
// RealCall
Response getResponseWithInterceptorChain() throws IOException {
List interceptors = new ArrayList<>();
interceptors.addAll(client.interceptors());
interceptors.add(retryAndFollowUpInterceptor);
interceptors.add(new BridgeInterceptor(client.cookieJar()));
interceptors.add(new CacheInterceptor(client.internalCache()));
interceptors.add(new ConnectInterceptor(client));
if (!forWebSocket) {
interceptors.addAll(client.networkInterceptors());
}
interceptors.add(new CallServerInterceptor(forWebSocket));
Interceptor.Chain chain = new RealInterceptorChain(interceptors, null, null, null, 0,
originalRequest, this, eventListener, client.connectTimeoutMillis(),
client.readTimeoutMillis(), client.writeTimeoutMillis());
return chain.proceed(originalRequest);
}
不管是异步请求还是同步请求都会走到getResponseWithInterceptorChain()，内部的拦截器链：client.interceptors()
应用拦截器
RetryAndFollowUpInterceptor
1.在网络请求失败后进行重试
2.重定向时直接发起新的请求
BridgeInterceptor
1.设置内容长度，内容编码
2.设置gzip压缩，并在接收到内容后进行解压
3.添加cookie
4.添加其他报头keep-alive
CacheInterceptor
管理服务器返回内容的缓存，由内存策略决定
ConnectInterceptor
为请求找到合适的连接，复用已有连接或重新创建的连接，由连接池决定
client.networkInterceptors()
网络拦截器
CallServerInterceptor
向服务器发起真正的访问请求，获取response
缓存 CacheInterceptor
http缓存机制
http分强缓存和协商缓存
强缓存：如果客户端命中缓存就不需要和服务器端发生交互，有两个字段Expires和Cache-Control
协商缓存：不管客户端是否命中缓存都要和服务器端发生交互，主要字段有 if-modified/if-modified-since 、Etag/if-none-match
Expires：表示缓存过期时间
Cache-Control ：表示缓存的策略，有两个容易搞混的：no-store 表示绝不使用缓存，no-cache 表示在使用缓存之前，向服务器发送验证请求，返回304则表示资源没有修改，可以使用缓存，返回200则资源发生修改，需要替换
if-modified：服务器端资源的最后修改时间，响应头部会带上这个标识
if-modified-since：客户端请求会带上资源的最后修改时间，服务端返回304表示资源未修改，返回200则资源发生修改，需要替换
Etag：服务端的资源的标识，响应头部会带上这个标识
If-none-match：客户端请求会带上资源的额标识，服务端同样检查，返回304或200
CacheInterceptor
public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
// 从cache中获取对应的响应的缓存
Response cacheCandidate = cache != null ? cache.get(chain.request()) : null;
CacheStrategy strategy = new CacheStrategy.Factory(now, chain.request(), cacheCandidate).get();
Request networkRequest = strategy.networkRequest;
Response cacheResponse = strategy.cacheResponse;
networkResponse = chain.proceed(networkRequest);
// 获取到网络的Response
if (cacheResponse != null) {
if (networkResponse.code() == HTTP_NOT_MODIFIED) {
// 返回码304，资源没有发生改变
cache.update(cacheResponse, response); // 修改cache
return response;
}
}
Response response = networkResponse.newBuilder()
.cacheResponse(stripBody(cacheResponse))
.networkResponse(stripBody(networkResponse))
.build();
...
CacheRequest cacheRequest = cache.put(response); // response加入缓存
...
}
OKHttp cache类底层实现是DiskLruCache，在之前的文章《LruCache 和 DiskLruCache 的使用以及原理分析》有过介绍。
CacheStrategy 缓存策略，根据上面的Http机制、request，确定是使用网络的response、还是缓存的response
cache.get(chain.request()) 从 DiskLruCache取出response
cache.update(cacheResponse, response); 从 DiskLruCache修改response
cache.put(response); // response加入 DiskLruCache缓存
连接池复用 ConnectInterceptor
// ConnectInterceptor
public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
RealInterceptorChain realChain = (RealInterceptorChain) chain;
Request request = realChain.request();
// 获取 StreamAllocation
StreamAllocation streamAllocation = realChain.streamAllocation();
// We need the network to satisfy this request. Possibly for validating a conditional GET.
boolean doExtensiveHealthChecks = !request.method().equals("GET");
// 通过streamAllocation 获取复用的或者新生成的连接Connection
HttpCodec httpCodec = streamAllocation.newStream(client, chain, doExtensiveHealthChecks);
RealConnection connection = streamAllocation.connection();
return realChain.proceed(request, streamAllocation, httpCodec, connection);
}
ConnectInterceptor的intercept()流程很简单，基本靠StreamAllocation，StreamAllocation是在上一个拦截器RetryAndFollowUpInterceptor生成构造的。
// RetryAndFollowUpInterceptor
public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
...
// 构造StreamAllocation
StreamAllocation streamAllocation = new StreamAllocation(client.connectionPool(),
createAddress(request.url()), call, eventListener, callStackTrace);
...
}
StreamAllocation 是管理类，管理客户端请求call、客户端到服务端的连接和客户端到服务端之间的流
在这里StreamAllocation有两个作用：构造出HttpCodec、构造出RealConnection
HttpCodec 负责对request进行编码和对response解码，有两个实现类Http1Codec和Http2Codec，分别对应 HTTP/1.1 和 HTTP/2 版本
RealConnection 表示客户端到服务端的连接，底层利用socket建立连接
// StreamAllocation
public HttpCodec newStream(
OkHttpClient client, Interceptor.Chain chain, boolean doExtensiveHealthChecks) {
int connectTimeout = chain.connectTimeoutMillis();
int readTimeout = chain.readTimeoutMillis();
int writeTimeout = chain.writeTimeoutMillis();
int pingIntervalMillis = client.pingIntervalMillis();
boolean connectionRetryEnabled = client.retryOnConnectionFailure();
try {
RealConnection resultConnection = findHealthyConnection(connectTimeout, readTimeout,
writeTimeout, pingIntervalMillis, connectionRetryEnabled, doExtensiveHealthChecks);
HttpCodec resultCodec = resultConnection.newCodec(client, chain, this);
synchronized (connectionPool) {
codec = resultCodec;
return resultCodec;
}
} catch (IOException e) {
throw new RouteException(e);
}
}
StreamAllocation里面有一个重要的变量ConnectionPool连接池，定时维护管理RealConnection，该连接池内部是Deque，findHealthyConnection() 从连接池ConnectionPool里面寻找出可复用的连接或者生成一个新的连接。
总结
OKHttp 使用责任链模式，从上到下分发处理请求，又从下到上处理结果。
OKHttp 默认的缓存底层是DiskLruCache
OkHttp 底层是socket，支持Http、Https，复用连接
OkHttp 还大量使用了建造者模式 Builder
原文：https://u.nu/wd3ca
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作者简介：猿芯，一枚简单的北漂程序员。喜欢用简单的文字记录工作与生活中的点点滴滴，愿与你一起分享程序员灵魂深处真正的内心独白。我的微信号：WooolaDunzung，公众号【猿芯】输入 1024 ，有份面试惊喜送给你哦。
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