从Cronet 看Http3和QUIC(一)(上)

前言

前一段时间，在公司内部进行了一次QUIC协议的演讲。当时因为时间有限，没有仔细的讨论Cronet 的源码细节，仅仅只是介绍了QUIC的协议细节。本文就从Cronet源码出发，聊聊QUIC的一些实现，进而看看QUIC对比Http2的优势，解决了什么问题？

网上搜了不少QUIC解析文章，不是太老就是粗略聊聊原理，没有几个真的深入源码层面来证明说法是否正确，本文将主要根据QUIC最新的源码来聊聊整个协议的设计，以及这样做的优势

正文

Http 发展史

在聊QUIC之前，我们需要对QUIC有一个初步的了解。QUIC本质上是在Http之上进一步的发展，而不是凭空出现的，而是为了解决Http之前的痛点诞生的。为此我们需要先了解http的发展，以及每一代比起上一代都解决了什么问题。

下图是一个Http的发展进程：

Http发展.png

在这个发展史中可以看到在Http2.0正式推出之前，Google就开始实验QUIC协议。并在2018年在QUIC基础上进一步的发展出Http3协议。在2021年正式发布出QUIC协议。

能看到Http 1到SPDY协议中间间隔10年时间，究竟是为什么在Http 2.0正式发布之前，就开始了Http3前身QUIC进行实验了？那必然是很早就被Google发现了Http 2.0协议的有根本性的缺陷，无法被弥补，需要立即实验下一代协议。

再来看看如今Http 2.0的全网使用情况：

Http2 全网占比.png

能看到目前Http 2.0全网使用率从发展到2022年2月份还是50%的使用率，而在5月份就是骤降了5%。实际上都转去了QUIC协议，如今已尽占比接近25%了。那究竟有什么魅力，导致这么多开发者青睐QUIC协议呢？

带着疑问，我们来简单回顾一下每一代Http协议实现的功能，以及缺点。

Http 1

在Http 1中奠定了Http协议的基本语义：

• 由请求行/状态行，body和header 构成 Http请求

Http请求协议结构.png

Http响应协议结构.png

Http的缺点分为如下几点：

• 1.header 编码效率低：特别是Rest 架构，往往无状态容易，没有对Header进行编码压缩

• 2.多路复用成本过高

  • 慢启动
  • 一旦网络发生异动就需要重建连接，无论如何都需要3次握手，缓慢

• 3.一旦长连接建立了就无法中断

• 4.Http 应用层不支持流控

为了解决这些问题，就诞生出了Http 2.0协议。

Http 2.0

Http 2.0在Http 1.0基础上实现了如下的功能：

• 1.多路复用

  • 连接，Stream级别流控
  • 带权重，依赖优先级
  • Stream Reset
  • 应用层数据交换单位细化到Frame(帧)

• 2.HPack 头部编码

• 3.服务器消息推送

关于Http 2.0详细的设计，可以阅读我之前写的Okhttp源码解析中的Http2Connection相关的源码解析。里面有详细剖析Okhttp是如何进行Frame江湖，以及HPack是如何压缩的，还有流是如何控制的。

Http 2.0的缺点如下：

• 1.队头阻塞

网络协议-Http2队头阻塞.png

因为Http 2.0中使用的是多路复用的流模型，一个tcp链接的发送数据过程中可能会把一个个请求分割成多个流发送到服务器。，因为Tcp的tls加密是一个Record的加密，也就是接近10stream大小进行加密。如果其中在某一个流丢失了，整一串都会解密失败。

这就是Http 2.0最为严重的队头阻塞问题。

• 2.建立连接速度缓慢，能看到整个过程都需要一个十分冗长的过程，三次握手，tls密钥交换等等。可以简单看看https的建立链接过程：

Https通信模型.png

• 3.基于TCP四元组确定一个链接，在移动互联网中表现不佳。因为移动设备经常移动，可能在公交地铁等地方，出现了基站变换，Wi-Fi变化等状态。导致四元组发声变化，而需要重新建立链接。

QUIC

Http 2.0的问题很大情况是因为TCP本身在传输层本身就需要保证包的有序性导致的，因此QUIC干脆抛弃TCP协议，使用UDP协议，可以看看下面QUIC的协议构成：

网络协议-QUIC_Http3.png

Http2是基于TCP协议，并在可以独立出tls加密协议出来。可以选择是否使用tls加密。

能看到QUIC协议本质上是基于UDP传输层协议。在这个之上的应用层是QUIC协议，其中包含了tls加密协议。而未来的Http3则是在QUIC协议上进一步发展的。

QUIC的源码十分之多和复杂？为什么如此呢？能看到QUIC实际上是在UDP上发展，那么需要保证网络数据包的有序性以及正确性，就需要把类似TCP可靠协议逻辑放在QUIC中实现。

也正因如此，QUIC是在应用层实现的协议，可以很灵活的切换各种协议状态，而不需要在内核中增加socket中netFamily的族群，在传输层增加逻辑。

为什么QUIC协议中内置tls协议呢？往后看就知道优势在哪里了。

QUIC 使用

在聊QUIC之前，我们需要熟悉这个协议cronet是如何使用的QUIC协议的。

估计熟悉的人不多，因为cronet网络库官方告诉你的依赖方式，需要的引擎需要通过GooglePlay获取到cronet的引擎才能完整的使用所有的功能。国内环境一般是没有GooglePlay因此如果想要使用cronet，最好把源码弄下来，自己生成so库或者使用生成好的so库。

这里就不多说依赖，来看看如何使用的：

• 1.先生成一个CronetEngine引擎

    CronetEngine.Builder myBuilder = new CronetEngine.Builder(context);
    CronetEngine cronetEngine = myBuilder.build();

• 2.构造一个网络请求过程中，不同状态的回调函数：

 class MyUrlRequestCallback extends UrlRequest.Callback {
      private static final String TAG = "MyUrlRequestCallback";

      @Override
      public void onRedirectReceived(UrlRequest request, UrlResponseInfo info, String newLocationUrl) {
        request.followRedirect();
      }

      @Override
      public void onResponseStarted(UrlRequest request, UrlResponseInfo info) {
        request.read(ByteBuffer.allocateDirect(102400));
      }

      @Override
      public void onReadCompleted(UrlRequest request, UrlResponseInfo info, ByteBuffer byteBuffer) {
        request.read(ByteBuffer.allocateDirect(102400));
      }

      @Override
      public void onSucceeded(UrlRequest request, UrlResponseInfo info) {
      }
    }

• 3. 生成UrlRequest对象，并启动请求：

    Executor executor = Executors.newSingleThreadExecutor();
    UrlRequest.Builder requestBuilder = cronetEngine.newUrlRequestBuilder(
            "https://www.example.com", new MyUrlRequestCallback(), executor);

    UrlRequest request = requestBuilder.build();
    request.start();

其实就是这么简单。

下面是对Cronet中UrlRequest请求的生命周期：

cronet-lifecycle.png

QUIC 源码架构

在聊QUIC源码之前，我们需要初步的对Cronet的源码架构有一个了解。这部分的源码实在太多，接下来的源码使用的分支是最新的chromium 浏览器内核中Cronet模块。

下面是一个Cronet的核心类在整个Cronet的组成：

cronet.png

根据上面的示意图，可以看到Cronet，将整个模块分为如下几个部分：

• 面向应用的api层，如Android，iOS。

  • iOS 则是由一个Cronet的中类方法通过cronet_environment控制cronet引擎。
  • Android 则复杂很多。首先面向开发者的java-api接口，在这个api接口中有4种不同的实现，分别是GmsCoreCronetProvider,PlayServicesCronetProvider，NativeCronetProvider,JavaCronetProvider.为什么会这样呢？其实前两者是在Google环境和存在Google商店下内置了Cronet的组件库，那么就可以直接复用Google为你提供的Cronet 网络请求服务，从而减小包大小。当然如果上述Cronet引擎都找不到，就会装载默认的JavaCronetProvider对象，通过JavaUrlRequest使用URLConnection进行网络请求。当然我们可以把GmsCoreCronetProvider,PlayServicesCronetProvider看成NativeCronetProvider也未尝不可，之后我们也只看这个引擎加载器的源码。最终NativeCronetProvider 最终会生成CronetUrlRequest`对象交给开发者进行请求

• 对于Android jni层来说，几乎java每一个步骤下生成的Java对象都会在jni的中有一个native对象。这里只说核心的几个。而在jni中，名字带有Adapter的对象一般都是适配器，连接java层对应在native的对象。

  • CronetURLRequest对应在jni中也有一个CronetURLRequest负责请求的总启动.
  • CronetURLRequestAdapter 负责监听CronetURLRequest回调到java层对应的生命周期回调。
  • CronetUploadDataStream 控制post时候需要发送的消息体数据流

• Cronet Core 也就是cronet的核心引擎层。在这个层级里面，无论是iOS还是Android最终都会调用到他们的api。其中在这个引擎层中包含了3部分，UrlRequest 控制请求事务流转曾层，缓存与请求流控制层，QUIC实现层。当然这cronet并不只是包含了qui协议c，同级别的具体协议实现还包含了如http1.0，http2.0，webscoket等，可以在UrlRequest组建的时候决定当前请求的协议应该是什么。

  • URLRequest 所有的请求都会存在一个URLRequestJobFactory 请求工作工厂，当 URLRequest 需要执行的请求的时候，就会通过这个工厂生成一个Job对象进行生命周期的流转，当真正执行的时候就会把事情委托给HttpCache,进行流级别的控制管理

  • HttpCache 本质上是一个面向流的缓存。可以缓存多个请求事务(Transaction)，同时每个事务会控制不同的流。而每一个新的流都会生成一个全新的HttpStreamRequest，通过JobController 创建一个HttpStreamFactory::Job进行生命周期的流转。而在这个全新的Job，就会根据之前在 URLRequest 配置好的协议，进行不同的协议请求。

  • QUIC协议层部分则是对应quic的具体实现。其中会生成一个QuicStreamRequest控制每一个quic请求流，而这个请求流会把事务委托给QuicStreamFactory生成QuicStreamFactory::Job工作对象。在Job中流转整个请求的状态。并在这个Job中控制UDP传输quic协议格式的数据。

有一个大致的认识后，让我们进一步的了解整个QUIC的运行机制，再来看看QUIC协议中原理以及其优越性。

QUIC 源码解析

先根据使用来看看最初几个api的设计,来看看CronetEngine.Builder的构造函数：

        public Builder(Context context) {
            this(createBuilderDelegate(context));
        }

        private static ICronetEngineBuilder createBuilderDelegate(Context context) {
            List providers =
                    new ArrayList<>(CronetProvider.getAllProviders(context));
            CronetProvider provider = getEnabledCronetProviders(context, providers).get(0);
            if (Log.isLoggable(TAG, Log.DEBUG)) {
                Log.d(TAG,
                        String.format("Using '%s' provider for creating CronetEngine.Builder.",
                                provider));
            }
            return provider.createBuilder().mBuilderDelegate;
        }

能看到实际上是通过CronetProvider.getAllProviders获取所有的Cronet引擎提供容器，通过getEnabledCronetProviders筛选出第一个可用的Cronet引擎。

CronetProvider getAllProviders

    private static final String JAVA_CRONET_PROVIDER_CLASS =
            "org.chromium.net.impl.JavaCronetProvider";

    private static final String NATIVE_CRONET_PROVIDER_CLASS =
            "org.chromium.net.impl.NativeCronetProvider";

    private static final String PLAY_SERVICES_CRONET_PROVIDER_CLASS =
            "com.google.android.gms.net.PlayServicesCronetProvider";

    private static final String GMS_CORE_CRONET_PROVIDER_CLASS =
            "com.google.android.gms.net.GmsCoreCronetProvider";
...
    private static final String RES_KEY_CRONET_IMPL_CLASS = "CronetProviderClassName";

    public static List getAllProviders(Context context) {
        // Use LinkedHashSet to preserve the order and eliminate duplicate providers.
        Set providers = new LinkedHashSet<>();
        addCronetProviderFromResourceFile(context, providers);
        addCronetProviderImplByClassName(
                context, PLAY_SERVICES_CRONET_PROVIDER_CLASS, providers, false);
        addCronetProviderImplByClassName(context, GMS_CORE_CRONET_PROVIDER_CLASS, providers, false);
        addCronetProviderImplByClassName(context, NATIVE_CRONET_PROVIDER_CLASS, providers, false);
        addCronetProviderImplByClassName(context, JAVA_CRONET_PROVIDER_CLASS, providers, false);
        return Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>(providers));
    }

    private static boolean addCronetProviderImplByClassName(
            Context context, String className, Set providers, boolean logError) {
        ClassLoader loader = context.getClassLoader();
        try {
            Class providerClass =
                    loader.loadClass(className).asSubclass(CronetProvider.class);
            Constructor ctor =
                    providerClass.getConstructor(Context.class);
            providers.add(ctor.newInstance(context));
            return true;
        } catch (InstantiationException e) {
            logReflectiveOperationException(className, logError, e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            logReflectiveOperationException(className, logError, e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            logReflectiveOperationException(className, logError, e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            logReflectiveOperationException(className, logError, e);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            logReflectiveOperationException(className, logError, e);
        }
        return false;
    }

    private static boolean addCronetProviderFromResourceFile(
            Context context, Set providers) {
        int resId = context.getResources().getIdentifier(
                RES_KEY_CRONET_IMPL_CLASS, "string", context.getPackageName());
        // Resource not found
        if (resId == 0) {
            // The resource wasn't included in the app; therefore, there is nothing to add.
            return false;
        }
        String className = context.getResources().getString(resId);

        if (className == null || className.equals(PLAY_SERVICES_CRONET_PROVIDER_CLASS)
                || className.equals(GMS_CORE_CRONET_PROVIDER_CLASS)
                || className.equals(JAVA_CRONET_PROVIDER_CLASS)
                || className.equals(NATIVE_CRONET_PROVIDER_CLASS)) {
            return false;
        }

        if (!addCronetProviderImplByClassName(context, className, providers, true)) {
...
        }
        return true;
    }

能看到整个核心就是

• 1.获取资源ID为CronetProviderClassName 所对应的Cronet引擎类名。
• 2.反射内置好的GmsCoreCronetProvider,PlayServicesCronetProvider，NativeCronetProvider,JavaCronetProvider四种类名为默认引擎提供器

在这里我们只需要阅读NativeCronetProvider#createBuilder().mBuilderDelegate相关的源码即可。

NativeCronetProvider createBuilder

public class NativeCronetProvider extends CronetProvider {

    @UsedByReflection("CronetProvider.java")
    public NativeCronetProvider(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    public CronetEngine.Builder createBuilder() {
        ICronetEngineBuilder impl = new NativeCronetEngineBuilderWithLibraryLoaderImpl(mContext);
        return new ExperimentalCronetEngine.Builder(impl);
    }

从名字能很侵袭的看到整个过程是一个委托者设计模式，构建一个ExperimentalCronetEngine对象，而这个对象将真正的执行者委托给NativeCronetEngineBuilderWithLibraryLoaderImpl.而之前的mBuilderDelegate就是指NativeCronetEngineBuilderWithLibraryLoaderImpl对象。

NativeCronetEngineBuilderWithLibraryLoaderImpl build

public class NativeCronetEngineBuilderImpl extends CronetEngineBuilderImpl {

    public NativeCronetEngineBuilderImpl(Context context) {
        super(context);
    }

    @Override
    public ExperimentalCronetEngine build() {
        if (getUserAgent() == null) {
            setUserAgent(getDefaultUserAgent());
        }

        ExperimentalCronetEngine builder = new CronetUrlRequestContext(this);

        mMockCertVerifier = 0;

        return builder;
    }
}

能看到直接返回CronetUrlRequestContext对象作为CronetEngine返回给应用层。之后会通过CronetUrlRequestContext调用newUrlRequestBuilder获取UrlRequestBuilder。

    public CronetEngineBuilderImpl(Context context) {
        mApplicationContext = context.getApplicationContext();
        enableQuic(true);
        enableHttp2(true);
        enableBrotli(false);
        enableHttpCache(CronetEngine.Builder.HTTP_CACHE_DISABLED, 0);
        enableNetworkQualityEstimator(false);
        enablePublicKeyPinningBypassForLocalTrustAnchors(true);
    }

而CronetEngineBuilderImpl将默认支持quic的选项，http2选项，关闭httpCache。

CronetUrlRequestContext 构造函数

    public CronetUrlRequestContext(final CronetEngineBuilderImpl builder) {
        mRttListenerList.disableThreadAsserts();
        mThroughputListenerList.disableThreadAsserts();
        mNetworkQualityEstimatorEnabled = builder.networkQualityEstimatorEnabled();
        CronetLibraryLoader.ensureInitialized(builder.getContext(), builder);
        if (!IntegratedModeState.INTEGRATED_MODE_ENABLED) {
            CronetUrlRequestContextJni.get().setMinLogLevel(getLoggingLevel());
        }
        if (builder.httpCacheMode() == HttpCacheType.DISK) {
            mInUseStoragePath = builder.storagePath();
            synchronized (sInUseStoragePaths) {
                if (!sInUseStoragePaths.add(mInUseStoragePath)) {
                    throw new IllegalStateException("Disk cache storage path already in use");
                }
            }
        } else {
            mInUseStoragePath = null;
        }
        synchronized (mLock) {
            mUrlRequestContextAdapter =
                    CronetUrlRequestContextJni.get().createRequestContextAdapter(
                            createNativeUrlRequestContextConfig(builder));
            if (mUrlRequestContextAdapter == 0) {
               ...
            }
        }

        // Init native Chromium URLRequestContext on init thread.
        CronetLibraryLoader.postToInitThread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                CronetLibraryLoader.ensureInitializedOnInitThread();
                synchronized (mLock) {
CronetUrlRequestContextJni.get().initRequestContextOnInitThread(
                            mUrlRequestContextAdapter, CronetUrlRequestContext.this);
                }
            }
        });
    }

这里核心就是围绕3个native方法:

• 1.CronetUrlRequestContextJni.get().setMinLogLevel(getLoggingLevel()) 设置日志等级
• 2.CronetUrlRequestContextJni.get().createRequestContextAdapter 通过createNativeUrlRequestContextConfig获取当前Cronet的配置在native下层创建一个UrlRequestContextAdapter
• 3.CronetUrlRequestContextJni.get().initRequestContextOnInitThread在异步线程中初始化。

核心是CronetUrlRequestContextJni.get().createRequestContextAdapter 以及CronetUrlRequestContextJni.get().initRequestContextOnInitThread。要弄懂Cronet在jni层调用之前需要了解Cronet的jni初始化的JNI_OnLoad 做了什么。

不过在这之前先来简单看看createNativeUrlRequestContextConfig看看UrlRequestContextConfig(UrlRequest上下文的配置)都有些什么选项？

createNativeUrlRequestContextConfig 创建Context配置对象

    public static long createNativeUrlRequestContextConfig(CronetEngineBuilderImpl builder) {
        final long urlRequestContextConfig =
                CronetUrlRequestContextJni.get().createRequestContextConfig(builder.getUserAgent(),
                        builder.storagePath(), builder.quicEnabled(),
                        builder.getDefaultQuicUserAgentId(), builder.http2Enabled(),
                        builder.brotliEnabled(), builder.cacheDisabled(), builder.httpCacheMode(),
                        builder.httpCacheMaxSize(), builder.experimentalOptions(),
                        builder.mockCertVerifier(), builder.networkQualityEstimatorEnabled(),
                        builder.publicKeyPinningBypassForLocalTrustAnchorsEnabled(),
                        builder.threadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND));
...
        for (CronetEngineBuilderImpl.QuicHint quicHint : builder.quicHints()) {
            CronetUrlRequestContextJni.get().addQuicHint(urlRequestContextConfig, quicHint.mHost,
                    quicHint.mPort, quicHint.mAlternatePort);
        }
        for (CronetEngineBuilderImpl.Pkp pkp : builder.publicKeyPins()) {
            CronetUrlRequestContextJni.get().addPkp(urlRequestContextConfig, pkp.mHost, pkp.mHashes,
                    pkp.mIncludeSubdomains, pkp.mExpirationDate.getTime());
        }
        return urlRequestContextConfig;
    }

能看到配置除了上面说过的quic模式和，http2模式。还有httpCache的开关以及Cache的大小。

注意如果想要使用QUIC需要设置QuicHint，告诉QUIC协议哪些url和host支持quic协议。

另外，还能通过设置CronetEngineBuilderImpl.Pkp 设置默认的加密公钥。

cronet_jni JNI_OnLoad

extern "C" jint JNI_OnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
  return cronet::CronetOnLoad(vm, reserved);
}

extern "C" void JNI_OnUnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
  cronet::CronetOnUnLoad(vm, reserved);
}

jint CronetOnLoad(JavaVM* vm, void* reserved) {
  base::android::InitVM(vm);
  JNIEnv* env = base::android::AttachCurrentThread();
  if (!RegisterMainDexNatives(env) || !RegisterNonMainDexNatives(env)) {
    return -1;
  }
  if (!base::android::OnJNIOnLoadInit())
    return -1;
  NativeInit();
  return JNI_VERSION_1_6;
}

void CronetOnUnLoad(JavaVM* jvm, void* reserved) {
  if (base::ThreadPoolInstance::Get())
    base::ThreadPoolInstance::Get()->Shutdown();

  base::android::LibraryLoaderExitHook();
}

• 1.RegisterMainDexNatives 和 RegisterNonMainDexNatives 实际上是加载通过jni_registration_generator.py生成的cpp文件。这种文件生成出来就是为了减少dlsym()耗时。

了解jni的小伙伴都会清楚jni有两种注册方式一种是简单的直接声明native方法，然后通过AS可以自动生成包名_类名_方法名的cpp方法。而后虚拟机加载native的方法时候，就会通过dlsym()调用查找so动态库中的对应的方法。另一种则是通过JNIEnv->RegisterNatives手动在JNI_OnLoad注册当前的native方法关联的java方法(注意要有指向包和类名)。

而jni_registration_generator.py就是会遍历所有java文件中的native方法并JNIEnv->RegisterNatives手动注册的代码cpp代码。同时会遍历Java文件中带上了@CalledByNative方法，说明这是native想要调用java方法，也会生成相关的反射jmethod的方法的文件。

在这里RegisterMainDexNatives 和 RegisterNonMainDexNatives 本质上就是装在生成好的动态注册的jni方法。

这个不是重点之后有机会再仔细聊聊。

• 2. OnJNIOnLoadInit 这个方法就是获取JNIUtils类中的ClassLoader,并获取ClassLoader#loadClass的jmethodID保存到全局变量g_class_loader_load_class_method_id

• 3.NativeInit 在全局生成一个名为Cronet的线程池。

CreateRequestContextAdapter 初始化

static jlong JNI_CronetUrlRequestContext_CreateRequestContextAdapter(
    JNIEnv* env,
    jlong jconfig) {
  std::unique_ptr context_config(
      reinterpret_cast(jconfig));

  CronetURLRequestContextAdapter* context_adapter =
      new CronetURLRequestContextAdapter(std::move(context_config));
  return reinterpret_cast(context_adapter);
}

很简答就是初始化了CronetURLRequestContextAdapter一个cpp对象对应java对象，并返回当前对象的地址到java中。

CreateRequestContextAdapter 头文件

要了解一个c++的类，首先看看头文件，然后再看看构造函数。

...
class CronetURLRequestContextAdapter
    : public CronetURLRequestContext::Callback {
 public:
  explicit CronetURLRequestContextAdapter(
      std::unique_ptr context_config);

  CronetURLRequestContextAdapter(const CronetURLRequestContextAdapter&) =
      delete;
  CronetURLRequestContextAdapter& operator=(
      const CronetURLRequestContextAdapter&) = delete;

  ~CronetURLRequestContextAdapter() override;

...
 private:
  friend class TestUtil;

  // Native Cronet URL Request Context.
  raw_ptr context_;

  // Java object that owns this CronetURLRequestContextAdapter.
  base::android::ScopedJavaGlobalRef jcronet_url_request_context_;
};

}  // namespace cronet

...

在这里其实持有了一个CronetURLRequestContextnative对象，这个对象顾名思义就是Cronet请求时候的上下文。同时持有将会持有一个UrlRequestContext的java对象。

之后当Cronet的状态发生变化都会通过这里的回调java层的CronetUrlRequestContext中的监听。

CronetURLRequestContextAdapter 构造函数

CronetURLRequestContextAdapter::CronetURLRequestContextAdapter(
    std::unique_ptr context_config) {
  // Create context and pass ownership of |this| (self) to the context.
  std::unique_ptr self(this);
#if BUILDFLAG(INTEGRATED_MODE)
  // Create CronetURLRequestContext running in integrated network task runner.
  ...
#else
  context_ =
      new CronetURLRequestContext(std::move(context_config), std::move(self));
#endif
}

CronetURLRequestContextAdapter 则会创建一个CronetURLRequestContext对象

CronetURLRequestContext 头文件

class CronetURLRequestContext {
 public:
  // Callback implemented by CronetURLRequestContext() caller and owned by
  // CronetURLRequestContext::NetworkTasks.
  class Callback {
   public:
    virtual ~Callback() = default;

    // Invoked on network thread when initialized.
    virtual void OnInitNetworkThread() = 0;

    // Invoked on network thread immediately prior to destruction.
    virtual void OnDestroyNetworkThread() = 0;

...
  };


  CronetURLRequestContext(
      std::unique_ptr context_config,
      std::unique_ptr callback,
      scoped_refptr network_task_runner =
          nullptr);

  CronetURLRequestContext(const CronetURLRequestContext&) = delete;
  CronetURLRequestContext& operator=(const CronetURLRequestContext&) = delete;

  // Releases all resources for the request context and deletes the object.
  // Blocks until network thread is destroyed after running all pending tasks.
  virtual ~CronetURLRequestContext();

  // Called on init thread to initialize URLRequestContext.
  void InitRequestContextOnInitThread();
...

 private:
  friend class TestUtil;
  class ContextGetter;

  class NetworkTasks : public net::EffectiveConnectionTypeObserver,
                       public net::RTTAndThroughputEstimatesObserver,
                       public net::NetworkQualityEstimator::RTTObserver,
                       public net::NetworkQualityEstimator::ThroughputObserver {
   public:
    // Invoked off the network thread.
    NetworkTasks(std::unique_ptr config,
                 std::unique_ptr callback);

    NetworkTasks(const NetworkTasks&) = delete;
    NetworkTasks& operator=(const NetworkTasks&) = delete;

    // Invoked on the network thread.
    ~NetworkTasks() override;
...

   private:
...
  };

...
};

}  // namespace cronet

#endif  // COMPONENTS_CRONET_CRONET_URL_REQUEST_CONTEXT_H_

能看到这个头文件分为3部分：

• CronetURLRequestContext 承载所有URLRequest请求的上下文，主要用于构建网络任务的环境，回调网络质量相关的回调（如rtt耗时等）
• Callback 用于回调来自NetworkQualityEstimator对象对网络质量的监控
• NetworkTasks 实现了Callback的回调，承载网络请求的起始

CronetURLRequestContext 构造函数

CronetURLRequestContext::CronetURLRequestContext(
    std::unique_ptr context_config,
    std::unique_ptr callback,
    scoped_refptr network_task_runner)
    : bidi_stream_detect_broken_connection_(
          context_config->bidi_stream_detect_broken_connection),
      heartbeat_interval_(context_config->heartbeat_interval),
      default_load_flags_(
          net::LOAD_NORMAL |
          (context_config->load_disable_cache ? net::LOAD_DISABLE_CACHE : 0)),
      network_tasks_(
          new NetworkTasks(std::move(context_config), std::move(callback))),
      network_task_runner_(network_task_runner) {
  if (!network_task_runner_) {
    network_thread_ = std::make_unique("network");
    base::Thread::Options options;
    options.message_pump_type = base::MessagePumpType::IO;
    network_thread_->StartWithOptions(std::move(options));
    network_task_runner_ = network_thread_->task_runner();
  }
}

初始化一个NetworkTasks作为一个网络请求任务承载者。并初始化一个名为network的线程，并以这个线程创建一个looper赋值给network_task_runner_，之后所有的请求任务都会在这个loop中开始。

initRequestContextOnInitThread

void CronetURLRequestContext::InitRequestContextOnInitThread() {
  DCHECK(OnInitThread());
  auto proxy_config_service =
      cronet::CreateProxyConfigService(GetNetworkTaskRunner());
  g_net_log.Get().EnsureInitializedOnInitThread();
  GetNetworkTaskRunner()->PostTask(
      FROM_HERE,
      base::BindOnce(&CronetURLRequestContext::NetworkTasks::Initialize,
                     base::Unretained(network_tasks_), GetNetworkTaskRunner(),
                     GetFileThread()->task_runner(),
                     std::move(proxy_config_service)));
}

GetNetworkTaskRunner获取network_task_runner_调用PostTask进入切换到network线程的loop，执行CronetURLRequestContext::NetworkTasks::Initialize方法

void CronetURLRequestContext::NetworkTasks::Initialize(
    scoped_refptr network_task_runner,
    scoped_refptr file_task_runner,
    std::unique_ptr proxy_config_service) {

  std::unique_ptr config(std::move(context_config_));
  network_task_runner_ = network_task_runner;
  if (config->network_thread_priority)
    SetNetworkThreadPriorityOnNetworkThread(
        config->network_thread_priority.value());
  base::DisallowBlocking();
  net::URLRequestContextBuilder context_builder;
  context_builder.set_network_delegate(
      std::make_unique());
  context_builder.set_net_log(g_net_log.Get().net_log());

  context_builder.set_proxy_resolution_service(
      cronet::CreateProxyResolutionService(std::move(proxy_config_service),
                                           g_net_log.Get().net_log()));

  config->ConfigureURLRequestContextBuilder(&context_builder);
  effective_experimental_options_ =
      base::Value(config->effective_experimental_options);

  if (config->enable_network_quality_estimator) {
    std::unique_ptr nqe_params =
        std::make_unique(
            std::map());
    if (config->nqe_forced_effective_connection_type) {
      nqe_params->SetForcedEffectiveConnectionType(
          config->nqe_forced_effective_connection_type.value());
    }

    network_quality_estimator_ = std::make_unique(
        std::move(nqe_params), g_net_log.Get().net_log());
    network_quality_estimator_->AddEffectiveConnectionTypeObserver(this);
    network_quality_estimator_->AddRTTAndThroughputEstimatesObserver(this);

    context_builder.set_network_quality_estimator(
        network_quality_estimator_.get());
  }

...

  // Disable net::CookieStore.
  context_builder.SetCookieStore(nullptr);

  context_ = context_builder.Build();

..

  if (config->enable_quic) {
    for (const auto& quic_hint : config->quic_hints) {
      if (quic_hint->host.empty()) {
      ...
        continue;
      }

      url::CanonHostInfo host_info;
      std::string canon_host(
          net::CanonicalizeHost(quic_hint->host, &host_info));
      if (!host_info.IsIPAddress() &&
          !net::IsCanonicalizedHostCompliant(canon_host)) {
...
        continue;
      }

      if (quic_hint->port <= std::numeric_limits::min() ||
          quic_hint->port > std::numeric_limits::max()) {
...
        continue;
      }

      if (quic_hint->alternate_port <= std::numeric_limits::min() ||
          quic_hint->alternate_port > std::numeric_limits::max()) {
...
        continue;
      }

      url::SchemeHostPort quic_server("https", canon_host, quic_hint->port);
      net::AlternativeService alternative_service(
          net::kProtoQUIC, "",
          static_cast(quic_hint->alternate_port));
      context_->http_server_properties()->SetQuicAlternativeService(
          quic_server, net::NetworkIsolationKey(), alternative_service,
          base::Time::Max(), quic::ParsedQuicVersionVector());
    }
  }

  for (const auto& pkp : config->pkp_list) {
    // Add the host pinning.
    context_->transport_security_state()->AddHPKP(
        pkp->host, pkp->expiration_date, pkp->include_subdomains,
        pkp->pin_hashes, GURL::EmptyGURL());
  }

  context_->transport_security_state()
      ->SetEnablePublicKeyPinningBypassForLocalTrustAnchors(
          config->bypass_public_key_pinning_for_local_trust_anchors);

  callback_->OnInitNetworkThread();
  is_context_initialized_ = true;

  if (config->enable_network_quality_estimator && cronet_prefs_manager_) {
    network_task_runner_->PostTask(
        FROM_HERE,
        base::BindOnce(
            &CronetURLRequestContext::NetworkTasks::InitializeNQEPrefs,
            base::Unretained(this)));
  }

#if BUILDFLAG(ENABLE_REPORTING)
  if (context_->reporting_service()) {
    for (const auto& preloaded_header : config->preloaded_report_to_headers) {
      context_->reporting_service()->ProcessReportToHeader(
          preloaded_header.origin, net::NetworkIsolationKey(),
          preloaded_header.value);
    }
  }

  if (context_->network_error_logging_service()) {
    for (const auto& preloaded_header : config->preloaded_nel_headers) {
      context_->network_error_logging_service()->OnHeader(
          net::NetworkIsolationKey(), preloaded_header.origin, net::IPAddress(),
          preloaded_header.value);
    }
  }
#endif  // BUILDFLAG(ENABLE_REPORTING)

  while (!tasks_waiting_for_context_.empty()) {
    std::move(tasks_waiting_for_context_.front()).Run();
    tasks_waiting_for_context_.pop();
  }
}

别看这段代码很长实际上做的事情也就如下几件：

• 1.根据URLRequestContextConfig装载出NetworkQualityEstimator网络质量监控器
• 2.创建URLRequestContext 对象，为之后的UrlRequest做准备
• 3.如果URLRequestContextConfig允许了quic协议那么会加载所有的QuicHint中的资源路径，端口号作为识别。之后遇到这些请求就会使用quic协议，最后生成的SchemeHostPort通过SetQuicAlternativeService保存到URLRequestContext

到目前为止java层的CronetUrlRequestContext通过native层的CronetUrlRequestContextAdapter创建了一个对应在native层的CronetUrlRequestContext对象进行一一对应。

当准备好了CronetUrlRequestContext,就可以使用CronetUrlRequestContext创建newUrlRequestBuilder请求

CronetEngineBase newUrlRequestBuilder 创建请求对象

    @Override
    public ExperimentalUrlRequest.Builder newUrlRequestBuilder(
            String url, UrlRequest.Callback callback, Executor executor) {
        return new UrlRequestBuilderImpl(url, callback, executor, this);
    }

UrlRequestBuilderImpl createRequest 创建请求对象

    @Override
    public UrlRequestBase createRequest(String url, UrlRequest.Callback callback, Executor executor,
            int priority, Collection