【Android】浅析OkHttp（1）

【Android】浅析OkHttp（1）

OkHttp 是一个高效、轻量级的 HTTP 客户端库，主要用于 Android 和 Java 应用开发。它不仅支持同步和异步的 HTTP 请求，还支持许多高级功能，如连接池、透明的 GZIP 压缩、响应缓存、WebSocket 等。OkHttp3 是 OkHttp 的第三个大版本，在稳定性和功能性方面进行了很多改进。

今天主要介绍OkHttp3。

OkHttp基本用法

使用前

配置gradle

implementation ("com.squareup.okhttp3:okhttp:3.2.0")

异步 GET 请求

最简单的 GET 请求，请求博客地址，代码如下所示：

	Request.Builder requestBuilder = new Request.Builder().url(＂http：//blog.csdn.net/itachi85＂)；requestBuilder.method(＂GET＂, null)；Request request = requestBuilder.build()；OkHttpClient mOkHttpClient = new OkHttpClient()；Call mcall = mOkHttpClient.newCall(request)；mcall.enqueue(new Callback() {@Overridepublic void onFailure(Call call, IOException e) {}@Overridepublic void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {String str = response.body().string()；Log.d(TAG str)； }})；

其基本步骤就是创建 OkHttpClient、Request 和 Call，最后调用 Call 的 enqueue()方法。但是 每次这么写很麻烦，肯定是要进行封装的。需要注意的是 onResponse 回调并非在 UI 线程。如 果想要调用同步 GET 请求，可以调用 Call 的 execute 方法。

同步 GET 请求

代码示例如下：

OkHttpClient client = new OkHttpClient();// 创建Request对象
Request request = new Request.Builder().url("https://jsonplaceholder.typicode.com/posts").build();// 同步发送请求
try (Response response = client.newCall(request).execute()) {if (response.isSuccessful()) {// 打印响应内容System.out.println(response.body().string());} else {System.out.println("Request Failed");}
} catch (IOException e) {e.printStackTrace();
}

在同步请求中，execute() 方法会阻塞线程，直到服务器返回响应。这里 Response 通过 try-with-resources 自动关闭流。

异步 POST 请求

OkHttp 3 异步 POST 请求和 OkHttp 2.x 有一些差别，就是没有 FormEncodingBuilder 这个类， 替代它的是功能更加强大的 FormBody。这里访问淘宝 IP 库，代码如下所示：

RequestBody formBody = new FormBody.Builder().add(＂ip＂, ＂59.108.54.37＂).build()；
Request request = new Request.Builder().url(＂http：//ip.taobao.com/service/getIpInfo.php＂).post(formBody).build()；
OkHttpClient mOkHttpClient = new OkHttpClient()；
Call call = mOkHttpClient.newCall(request)；
call.enqueue(new Callback() {@Overridepublic void onFailure(Call call, IOException e) {}@Overridepublic void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {String str = response.body().string()；Log.d(TAG, str)；}
})；

这与异步 GET 请求类似，只是多了用 FormBody 来封装请求的参数，并传递给 Request。

设置超时时间和缓存

和 OkHttp 2.x 有区别的是 OkHttp 3 不能通过 OkHttpClient 直接设置超时时间和缓存了，而 是通过 OkHttpClient.Builder 来设置。通过 builder 配置好 OkHttpClient 后用 builder.build()来返回 OkHttpClient。所以我们通常不会调用 new OkHttpClient()来得到 OkHttpClient，而是通过 builder.build()得到 OkHttpClient。另外，OkHttp 3 支持设置连接、写入和读取的超时时间，如下 所示：

File sdcache = getExternalCacheDir()；
int cacheSize = 10 ＊ 1024 ＊ 1024；
OkHttpClient.Builder builder = new OkHttpClient.Builder().connectTimeout(15, TimeUnit.SECONDS).writeTimeout(20, TimeUnit.SECONDS).readTimeout(20, TimeUnit.SECONDS).cache(new Cache(sdcache.getAbsoluteFile(), cacheSize))；
mOkHttpClient = builder.build()；

取消请求

使用 call.cancel()可以立即停止一个正在执行的 call。当用户离开一个应用时或者跳到其他 界面时，使用 call.cancel()可以节约网络资源；另外，不管同步还是异步的 call 都可以取消，也 可以通过 tag 来同时取消多个请求。当构建一个请求时，使用 Request.Builder.tag(Object tag)来 分配一个标签，之后你就可以用 OkHttpClient.cancel(Object tag )来取消所有带有这个 tag 的 call。 具体代码如下所示：

private ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1)；
private void cancel() {final Request request = new Request.Builder().url(＂http：//www.baidu.com＂).cacheControl(CacheControl.FORCE_NETWORK)//1.build()；Call call = null；call = mOkHttpClient.newCall(request)；final Call finalCall = call；//100ms 后取消 callexecutor.schedule(new Runnable() {@Overridepublic void run() {finalCall.cancel()；}}, 100, TimeUnit.MILLISECONDS)；call.enqueue(new Callback() {@Overridepublic void onFailure(Call call, IOException e) {}@Overridepublic void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {if (null != response.cacheResponse()) {String str = response.cacheResponse().toString()；Log.d(TAG, ＂cache---＂ + str)；} else {String str = response.networkResponse().toString()；Log.d(TAG, ＂network---＂ + str)；}}})；
}

创建定时线程池，100 ms 后调用 call.cancel()来取消请求。为了能让请求耗时，在上面代码 注释 1 处设置每次请求都要请求网络，运行程序并且不断地调用 cancel 方法。Log 打印结果如 图 5-13 所示。

源码解析OkHttp

首先来学习一下 OkHttp 的请求网络流程。

OkHttp的请求网络流程

大致流程
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首先创建出OkHttpClient，而后创建出Request对象，通过这两个对象，获取到Call对象。使用Call开始执行请求后，请求的任务会首先经过Dispatcher（分发器）进行任务的调配，而后Interceptors（拦截器）完成请求的过程。

  1. 通过建造者模式构建OKHttpClient与 Request
  2. OKHttpClient通过newCall发起一个新的请求
  3. 通过分发器维护请求队列与线程池，完成请求调配
  4. 通过五大默认拦截器完成请求重试，缓存处理，建立连接等一系列操作
  5. 得到网络请求结果

分发器：内部维护队列以及线程池，完成请求调配。

拦截器：完成整个请求过程。

关于分发器Dispatcher

image-20241020010349271

RunningAsyncCalls：正在执行的异步请求队列

ReadyAsyncCalls：等待执行的异步请求队列

RunningSyncCalls：正在执行的同步请求队列

关于拦截器Interceptor

重试重定向拦截器

桥接拦截器

缓存拦截器

连接拦截器

请求服务器拦截器

  1. 重试拦截器：负责判断用户是否取消了请求；获得结果之后，会根据响应码判断是否需要重定向，如果满足条件就会重启执行所有拦截器
  2. 桥接拦截器在交出之前，负责将Http协议必备的请求头加入其中；获得结果之后，调用保存cookie接口并解析GZIP数据
  3. 缓存拦截器，交出之前读取并判断是否使用缓存；获得结果之后判断是否缓存。
  4. 连接拦截器，交出之前负责找到或者新建一个链接，并获取对应的socket流，在获得结果之后，不进行额外处理。
  5. 请求服务器拦截器进行真正的与服务器的通信，向服务器发送数据，解析读取的相应数据
从execute/enqueue开始

当我们要请求网络的时候需要用 OkHttpClient.newCall(request)进行 execute 或者 enqueue 操 作；当调用 newCall 方法时，会调用如下代码：

@Override
public Call newCall(Request request) {return new RealCall(this, request)；
}

其实际返回的是一个RealCall类。我们调用 enqueue 异步请求网络实际上是调用了 RealCall 的 enqueue 方法。查看 RealCall 的 enqueue 方法，如下所示：

void enqueue(Callback responseCallback, boolean forWebSocket) {synchronized (this) {if (executed) throw new IllegalStateException(＂Already Executed＂)；executed = true；}client.dispatcher().enqueue(new AsyncCall(responseCallback, forWebSocket))；
}

可以看到最终的请求是 dispatcher 来完成的，接下来就开始分析 dispatcher。

Dispatcher 任务调度

Dispatcher 主要用于控制并发的请求，它主要维护了以下变量：

image-20241019174612040

接下来看看 Dispatcher 的构造方法，如下所示：

 public Dispatcher(ExecutorService executorService) {this.executorService = executorService；}public Dispatcher() {}public synchronized ExecutorService executorService() {if (executorService == null) {executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue＜Runnable＞(), Util.threadFactory(＂OkHttp Dispatcher＂, false))；}return executorService；}

复习：synchronized 关键字可以确保同一时间内只有一个线程可以访问共享资源，从而避免竞争条件（race condition）的问题。

同步方法

可以将整个方法标记为 synchronized，这样该方法在某一时刻只允许一个线程访问。

同步代码块

可以使用 synchronized 块来同步特定的代码块，而不是整个方法。这样可以减少锁的持有时间，提升程序的并发性能。

Dispatcher 有两个构造方法，可以使用自己设定的线程池。如果没有设定线程池，则会在请 求网络前自己创建默认线程池。这个线程池类似于 CachedThreadPool，比较适合执行大量的耗 时比较少的任务。前面讲过，当调用 RealCall 的 enqueue 方法时，实际上是调用了 Dispatcher 的 enqueue 方法，它的代码如下所示：

synchronized void enqueue(AsyncCall call) {if (runningAsyncCalls.size() ＜ maxRequests && runningCallsForHost(call) ＜ maxRequestsPerHost) {runningAsyncCalls.add(call)；executorService().execute(call)；} else {readyAsyncCalls.add(call)；}
}

当正在运行的异步请求队列中的数量小于 64 并且同一个主机的请求最大数小于 5 时，把请求 加载到runningAsyncCalls中并在线程池中执行，否则就加入到readyAsyncCalls中进行缓存等待。 线程池中传进来的参数是 AsyncCall，它是 RealCall 的内部类，其内部也实现了 execute 方法， 如下所示：

protected void execute() {boolean signalledCallback = false；try {...} catch (IOException e) {...} finally {client.dispatcher().finished(this)；//1}
}

在上面代码注释 1 处，无论这个请求的结果如何，都会执行 client.dispatcher().finished(this)， finished 方法如下所示：

synchronized void finished(AsyncCall call) {if (!runningAsyncCalls.remove(call)) throw new AssertionError(＂AsyncCall wasn't running!＂)；promoteCalls()；
}

finished 方法将此次请求从 runningAsyncCalls 移除后还执行了 promoteCalls 方法：

private void promoteCalls() {if (runningAsyncCalls.size() ＞= maxRequests) return； if (readyAsyncCalls.isEmpty()) return； for (Iterator＜AsyncCall＞ i = readyAsyncCalls.iterator()； i.hasNext()； ) {AsyncCall call = i.next()；if (runningCallsForHost(call) ＜ maxRequestsPerHost) {i.remove()；runningAsyncCalls.add(call)；executorService().execute(call)；}if (runningAsyncCalls.size() ＞= maxRequests) return； }
}

最关键的一点就是会从 readyAsyncCalls 取出下一个请求，加入 runningAsyncCalls 中并交由 线程池处理。好了，让我们再回到上面 AsyncCall 的 execute 方法：

@Override
protected void execute() {boolean signalledCallback = false；try {Response response = getResponseWithInterceptorChain(forWebSocket)；//1if (canceled) {signalledCallback = true；responseCallback.onFailure(RealCall.this, new IOException(＂Canceled＂))；} else {signalledCallback = true；responseCallback.onResponse(RealCall.this, response)；}} catch (IOException e) {if (signalledCallback) {logger.log(Level.INFO, ＂Callback failure for ＂ + toLoggableString(), e)；} else {responseCallback.onFailure(RealCall.this, e)；}} finally {client.dispatcher().finished(this)；}
}

在上面代码注释 1 处，getResponseWithInterceptorChain 方法返回了 Response，这是在请求网络。

Interceptor 拦截器

接下来查看 getResponseWithInterceptorChain 方法，如下所示：

private Response getResponseWithInterceptorChain(boolean forWebSocket) throws IOException {Interceptor.Chain chain = new ApplicationInterceptorChain(0, originalRequest,forWebSocket)；return chain.proceed(originalRequest)；
}

getResponseWithInterceptorChain 方法中创建了 ApplicationInterceptorChain，这是一个拦截器链。这个类也是 RealCall 的内部类，接下来执行了它的 proceed 方法：

public Response proceed(Request request) throws IOException {if (index ＜ client.interceptors().size()) {Interceptor.Chain chain = new ApplicationInterceptorChain(index + 1, request, forWebSocket)；//从拦截器列表中取出拦截器Interceptor interceptor = client.interceptors().get(index)；Response interceptedResponse = interceptor.intercept(chain)；//1if (interceptedResponse == null) {throw new NullPointerException(＂application interceptor ＂ + interceptor + ＂ returned null＂)；}return interceptedResponse；}return getResponse(request, forWebSocket)；
}

proceed 方法每次从拦截器列表中取出拦截器。当存在多个拦截器时都会在上面代码注释 1 处阻塞，并等待下一个拦截器的调用返回。下面分别以拦截器链中有一个、两个拦截器的场景加以模拟，如图 5-14 所示。

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拦截器是一种能够监控、重写、重试调用的机制。通常情况下，拦截器用来添加、移除、 转换请求和响应的头部信息。比如将域名替换为 IP 地址，在请求头中添加 host 属性；也可以添 加我们应用中的一些公共参数，比如设备 id、版本号，等等。回到代码上来，查看最后一行 return getResponse(request, forWebSocket)，如果没有更多拦截器的话，就会执行网络请求。现在查看 getResponse 方法做了什么，代码如下所示：

Response getResponse(Request request, boolean forWebSocket) throws IOException {...engine = new HttpEngine(client, request, false, false, forWebSocket, null, null, null)；int followUpCount = 0；
while (true) {if (canceled) {engine.releaseStreamAllocation()；throw new IOException(＂Canceled＂)；}boolean releaseConnection = true；try {engine.sendRequest()；engine.readResponse()；releaseConnection = false；} catch (RequestException e) {throw e.getCause()；} catch (RouteException e) {... }
}

getResponse 方法比较长，这里省略了一些代码，在此可以看到创建了 HttpEngine 类并且调 用了 HttpEngine 的 sendRequest 方法和 readResponse 方法。

缓存策略

首先来看看 HttpEngine 的 sendRequest 方法，如下：

public void sendRequest() throws RequestException, RouteException, IOException {if (cacheStrategy != null) return； // Already sent.if (httpStream != null) throw new IllegalStateException()；Request request = networkRequest(userRequest)；//获取 client 中的 Cache，同时 Cache 在初始化时会读取缓存目录中曾经请求过的所有信息InternalCache responseCache = Internal.instance.internalCache(client)； Response cacheCandidate = responseCache != null? responseCache.get(request)： null；//1long now = System.currentTimeMillis()；cacheStrategy = new CacheStrategy.Factory(now, request, cacheCandidate).get()；//网络请求networkRequest = cacheStrategy.networkRequest；//缓存的响应cacheResponse = cacheStrategy.cacheResponse；if (responseCache != null) {//记录当前请求是网络发起还是缓存发起responseCache.trackResponse(cacheStrategy)；}if (cacheCandidate != null && cacheResponse == null) {closeQuietly(cacheCandidate.body())； }//不进行网络请求并且缓存不存在或者过期，则返回 504 错误if (networkRequest == null && cacheResponse == null) {userResponse = new Response.Builder().request(userRequest).priorResponse(stripBody(priorResponse)).protocol(Protocol.HTTP_1_1).code(504).message(＂Unsatisfiable Request (only-if-cached)＂).body(EMPTY_BODY).build()；return；}// 不进行网络请求而且缓存可以使用，则直接返回缓存if (networkRequest == null) {userResponse = cacheResponse.newBuilder().request(userRequest).priorResponse(stripBody(priorResponse)).cacheResponse(stripBody(cacheResponse)).build()；userResponse = unzip(userResponse)；return；}//需要访问网络时boolean success = false；try {httpStream = connect()；httpStream.setHttpEngine(this)；...}}

上面的代码显然是在发送请求，但是最主要的是做了缓存的策略。上面代码注释 1 处的 cacheCandidate 是上次与服务器交互时缓存的 Response，这里的缓存均基于 Map。key 是请求中 url 的 md5，value 是在文件中查询到的缓存，页面置换基于 LRU 算法，我们现在只需要知道 cacheCandidate 是一个可以读取缓存 Header 的 Response 即可。根据 cacheStrategy 的处理得到了 networkRequest 和 cacheResponse 这两个值，根据这两个值的数据是否为 null 来进行进一步的处 理。在 networkRequest 和 cacheResponse 都为 null 的情况下，也就是不进行网络请求并且缓存 不存在或者过期，这时返回 504 错误；当 networkRequest 为 null 时也就是不进行网络请求，如 果缓存可以使用时则直接返回缓存，其他情况则请求网络。

接下来查看 HttpEngine 的 readResponse 方法，如下所示：

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这个方法主要用来解析 HTTP 响应报头。如果有缓存并且可用，则用缓存的数据并更新缓存，否则就用网络请求返回的数据。再来查看上面代码注释 1 处的 validate 方法是如何判断缓存是否可用的：

private static boolean validate(Response cached, Response network) {//如果服务器返回 304，则缓存有效if (network.code() == HTTP_NOT_MODIFIED) {return true；}//通过缓存和网络请求响应中的 Last-Modified 来计算是否是最新数据。如果是，则缓存有效Date lastModified = cached.headers().getDate(＂Last-Modified＂)；if (lastModified != null) {Date networkLastModified = network.headers().getDate(＂Last-Modified＂)；if (networkLastModified != null&& networkLastModified.getTime() ＜ lastModified.getTime()) {return true；}}return false；
}

如果缓存是有效的，则返回 304 Not Modified，否则直接返回 body。如果缓存过期或者强 制放弃缓存，则缓存策略全部交给服务器判断，客户端只需要发送条件 GET 请求即可。条件 GET 请求有两种方式：一种是 Last-Modified-Date，另一种是 ETag。这里采用了 Last-ModifiedDate，通过缓存和网络请求响应中的 Last-Modified 来计算是否是最新数据。如果是，则缓存有效。

失败重连

最后我们再回到 RealCall 的 getResponse 方法，如下所示：

Response getResponse(Request request, boolean forWebSocket) throwsIOException {...boolean releaseConnection = true；try {engine.sendRequest()；engine.readResponse()；releaseConnection = false；} catch (RequestException e) {throw e.getCause()；} catch (RouteException e) {HttpEngine retryEngine = engine.recover(e.getLastConnectException(), null)；//1if (retryEngine != null) {releaseConnection = false；engine = retryEngine；continue；}throw e.getLastConnectException()；} catch (IOException e) {HttpEngine retryEngine = engine.recover(e, null)；//2if (retryEngine != null) {releaseConnection = false；engine = retryEngine；continue；}throw e；} finally {if (releaseConnection) {StreamAllocation streamAllocation = engine.close()；streamAllocation.release()；}}...engine = new HttpEngine(client, request, false, false, forWebSocket, streamAllocation, null, response)；
}}

在上面代码注释 1 和注释 2 处，当发生 IOException 或者 RouteException 时都会执行 HttpEngine 的 recover 方法，它的代码如下所示：

public HttpEngine recover(IOException e, Sink requestBodyOut) {if (!streamAllocation.recover(e, requestBodyOut)) {return null；}if (!client.retryOnConnectionFailure()) {return null；}StreamAllocation streamAllocation = close()；return new HttpEngine(client, userRequest, bufferRequestBody, callerWritesRequestBody,forWebSocket,streamAllocation, (RetryableSink)requestBodyOut, priorResponse)；
}

通过最后一行可以看到，其就是重新创建了 HttpEngine 并返回，用来完成重连。

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