Flutter网络请求框架Dio源码分析以及封装(一)--请求流程分析

前言

利用flutter开发app也已经有些时间了，这个过程中最多接触到的就是网络请求相关的代码。自己目前项目中使用的是现在市面上最流行的网络请求库-dio，相对于flutter自带的HttpClient来说，dio使用起来更简单，功能更强大，支持全局配置、Restful API、FormData、拦截器、 请求取消、Cookie 管理、文件上传/下载、超时以及自定义适配器等。

目的

写这篇文章的目的是为了系统了解Dio的工作原理，之前碰到了一个网络请求Cookie持久化的问题，折腾了很久才解决掉，浪费了很多时间。这才发现虽然Dio使用了很长时间，但是底层原理还有很多地方没有搞明白。所以，趁这个机会，从头梳理一下Dio的源码，之后再基于新的理解重新封装下。

请求流程-构造Dio对象

首先我们需要导入Dio的库，基于项目中用到的4.0.6版本

dependencies:
  dio: ^4.0.6 

首先，我们从官方文档上给出的一个简单示例开始着手：

import 'package:dio/dio.dart';
final dio = Dio();
void getHttp() async {
  final response = await dio.get('https://dart.dev');
  print(response);
}

要利用Dio发出一个get请求，我们首先需要构造一个Dio的对象实例。我们看下Dio这个类及其构造方法：

abstract class Dio {
  factory Dio([BaseOptions? options]) => createDio(options);
  ...
  }

可以看出，Dio是一个抽象类，Dio的构造方法实际上用了factory-工厂构造函数（当使用factory修饰一个构造器时，DartVM不会总是创建一个新的对象，而是返回一个在内存中已经存在的对象。比如它可能会从缓存中返回一个已有的实例，或者是返回子类的实例），实现的createDio是工厂方法，其实现类通过平台区分导入，在移动端中导入的是 dio_for_native.dart，这个文件中 createDio创建的是DioForNative对象。

// ignore: uri_does_not_exist
    if (dart.library.html) 'entry/dio_for_browser.dart'
// ignore: uri_does_not_exist
    if (dart.library.io) 'entry/dio_for_native.dart';

Dio createDio([BaseOptions? baseOptions]) => DioForNative(baseOptions);

class DioForNative with DioMixin implements Dio {
  /// Create Dio instance with default [BaseOptions].
  /// It is recommended that an application use only the same DIO singleton.
  DioForNative([BaseOptions? baseOptions]) {
    options = baseOptions ?? BaseOptions();
    httpClientAdapter = DefaultHttpClientAdapter();
  }

可以看到，DioForNative除了实现Dio这个抽象类以外还混入了DioMixin这个类，通过Dart中Mixins的原理可以直接调用DioMixin里的方法，Dio提供的get、post等方法主要实现在这个类中，可以理解为除去平台差异通用的逻辑都在这里实现。
构造方法里面有一个可选参数baseOptions，这个是所有网络请求的基础配置信息(每次请求可单独配置会覆盖此配置，主要有baseUrl，connectTimeout，receiveTimeout等等），还有一个httpClientAdapter，这个是Dio与flutter自带的HttpClient的适配器，最终通过httpClientAdapter调用HttpClient发起请求，我们先不深究这个，下面来看dio的get方法:

请求流程-构造请求参数

  @override
  Future<Response<T>> get<T>(
    String path, {
    Map<String, dynamic>? queryParameters,
    Options? options,
    CancelToken? cancelToken,
    ProgressCallback? onReceiveProgress,
  }) {
    return request<T>(
      path,
      queryParameters: queryParameters,
      options: checkOptions('GET', options),
      onReceiveProgress: onReceiveProgress,
      cancelToken: cancelToken,
    );
  }

get是由DioMixin实现的，最终调用了request方法，其他如post等方法也是如此，我们先来看看传入的几个参数：

1. path： 请求的url链接
2. data： 请求数据，例如上传用到的FromData（post）
3. queryParameters： 查询参数
4. options：请求配置
5. cancelToken： 用来取消发送请求的token
6. onSendProgress： 网络请求发送的进度
7. onReceiveProgress： 网络请求接收的进度

request方法里面，主要是执行compose方法将初始化时输入的BaseOptions对象和调用时传入的Options对象合并成RequestOptions对象，接着调用fetch方法并传入生成的RequestOptions对象。

    var requestOptions = options.compose(
      this.options,
      path,
      data: data,
      queryParameters: queryParameters,
      onReceiveProgress: onReceiveProgress,
      onSendProgress: onSendProgress,
      cancelToken: cancelToken,
    );
    ...
     return fetch<T>(requestOptions);

请求流程-构建请求流并添加拦截器

构造一个异步的请求流，并循环遍历向请求流中添加请求拦截器：

    // Start the request flow
    var future = Future<dynamic>(() => InterceptorState(requestOptions));

    // Add request interceptors to request flow
    interceptors.forEach((Interceptor interceptor) {
      var fun = interceptor is QueuedInterceptor
          ? interceptor._handleRequest
          : interceptor.onRequest;
      future = future.then(_requestInterceptorWrapper(fun));
    });

Interceptor是通过队列保存的，队列是“FIFO”模式，也就是先添加的Interceptor会先处理，后续添加的会覆盖之前的处理，通常会在onRequest中添加一些headers等操作，onResponse或onError中对结果处理成调用者想要的方式，onResponse和onError是互斥的

class Interceptor {

  // 发送请求前拦截  
  void onRequest(
    RequestOptions options,
    RequestInterceptorHandler handler,
  ) =>
      handler.next(options);
  
  //在结果返回给调用者前拦截
  void onResponse(
    Response response,
    ResponseInterceptorHandler handler,
  ) =>
      handler.next(response);
  
  //发生错误返回给调用者时拦截
  void onError(
    DioError err,
    ErrorInterceptorHandler handler,
  ) =>
      handler.next(err);
}

可以看到，在遍历拦截器时会判断是否是QueuedInterceptor这个类型，可以理解为一种串行机制。在多个请求同时进入拦截器时只允许一个请求先执行，常用在请求某种token时，因为其他请求可以复用，不用重复请求，这个暂时不深究，正常情况下直接执行onRequest：

  /// The callback will be executed before the request is initiated.
  ///
  /// If you want to continue the request, call [handler.next].
  ///
  /// If you want to complete the request with some custom data，
  /// you can resolve a [Response] object with [handler.resolve].
  ///
  /// If you want to complete the request with an error message,
  /// you can reject a [DioError] object with [handler.reject].
  void onRequest(
    RequestOptions options,
    RequestInterceptorHandler handler,
  ) =>
      handler.next(options);

onRequest执行了RequestInterceptorHandler的next方法，实际上是一个Completer对象的complete方法。

/// Handler for request interceptor.
class RequestInterceptorHandler extends _BaseHandler {
  /// Continue to call the next request interceptor.
  void next(RequestOptions requestOptions) {
    _completer.complete(InterceptorState<RequestOptions>(requestOptions));
    _processNextInQueue?.call();
  }
  ...
}

class _BaseHandler {
  final _completer = Completer<InterceptorState>();
  void Function()? _processNextInQueue;

  Future<InterceptorState> get future => _completer.future;

  bool get isCompleted => _completer.isCompleted;
}

接着来看_requestInterceptorWrapper这个方法：

    // Convert the request interceptor to a functional callback in which
    // we can handle the return value of interceptor callback.
    FutureOr Function(dynamic) _requestInterceptorWrapper(
      InterceptorSendCallback interceptor,
    ) {
      return (dynamic _state) async {
        var state = _state as InterceptorState;
        if (state.type == InterceptorResultType.next) {
          return listenCancelForAsyncTask(
            requestOptions.cancelToken,
            Future(() {
              return checkIfNeedEnqueue(interceptors.requestLock, () {
                var requestHandler = RequestInterceptorHandler();
                interceptor(state.data as RequestOptions, requestHandler);
                return requestHandler.future;
              });
            }),
          );
        } else {
          return state;
        }
      };
    }

typedef InterceptorSendCallback = void Function(
  RequestOptions options,
  RequestInterceptorHandler handler,
);

这里是把函数的回调作为方法的参数，这样就实现了把拦截器转换为函数回调，这里做了一层判断，如果state.type 等于 next 的话，那么会增加一个监听取消的异步任务listenCancelForAsyncTask，并把cancelToken传递给了这个任务，接下来他会检查当前的这个拦截器请求是否入队，最后定义了一个请求拦截器RequestInterceptorHandler，并赋值给InterceptorSendCallback的handler，它的future属性，也就是_completer对象的complete方法，即执行拦截器的onRequest。

请求流程-请求分发

之后继续对请求流进行操作，添加请求分发。

    // Add dispatching callback to request flow
    future = future.then(_requestInterceptorWrapper((
      RequestOptions reqOpt,
      RequestInterceptorHandler handler,
    ) {
      requestOptions = reqOpt;
      _dispatchRequest(reqOpt)
          .then((value) => handler.resolve(value, true))
          .catchError((e) {
        handler.reject(e as DioError, true);
      });
    }));

  // Initiate Http requests
  Future<Response<T>> _dispatchRequest<T>(RequestOptions reqOpt) async {
    var cancelToken = reqOpt.cancelToken;
    ResponseBody responseBody;
    try {
      var stream = await _transformData(reqOpt);
      responseBody = await httpClientAdapter.fetch(
        reqOpt,
        stream,
        cancelToken?.whenCancel,
      );
      responseBody.headers = responseBody.headers;
      var headers = Headers.fromMap(responseBody.headers);
      var ret = Response<T>(
        headers: headers,
        requestOptions: reqOpt,
        redirects: responseBody.redirects ?? [],
        isRedirect: responseBody.isRedirect,
        statusCode: responseBody.statusCode,
        statusMessage: responseBody.statusMessage,
        extra: responseBody.extra,
      );
      var statusOk = reqOpt.validateStatus(responseBody.statusCode);
      if (statusOk || reqOpt.receiveDataWhenStatusError == true) {
        var forceConvert = !(T == dynamic || T == String) &&
            !(reqOpt.responseType == ResponseType.bytes ||
                reqOpt.responseType == ResponseType.stream);
        String? contentType;
        if (forceConvert) {
          contentType = headers.value(Headers.contentTypeHeader);
          headers.set(Headers.contentTypeHeader, Headers.jsonContentType);
        }
        ret.data =
            (await transformer.transformResponse(reqOpt, responseBody)) as T?;
        if (forceConvert) {
          headers.set(Headers.contentTypeHeader, contentType);
        }
      } else {
        await responseBody.stream.listen(null).cancel();
      }
      checkCancelled(cancelToken);
      if (statusOk) {
        return checkIfNeedEnqueue(interceptors.responseLock, () => ret);
      } else {
        throw DioError(
          requestOptions: reqOpt,
          response: ret,
          error: 'Http status error [${responseBody.statusCode}]',
          type: DioErrorType.response,
        );
      }
    } catch (e) {
      throw assureDioError(e, reqOpt);
    }
  }

对每一次Http请求进行初始化：

1. _dispatchRequest里面会调用_transfromData 进行数据转换，最终转换出来的数据是一个 Stream 流。
2. 调用httpClientAdapter进行网络请求 fetch 方法，最终采用系统请求库HttpClient进行网络请求。
3. 对响应数据进行格式转换，最后返回

总结

在我们调用get/post等方法时，都会进入到request方法，request 方法主要负责对请求配置参数的统一处理，并调用了fetch 方法，而 fetch 中是构建请求流、添加拦截器、请求分发的操作。下一次我们接着这个流程，看下设置cookie的原理。