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Android网络编程7之源码解析OkHttp前篇[请求网络]

blastz / 457人阅读

摘要:异步请求当正在运行的异步请求队列中的数量小于并且正在运行的请求主机数小于时则把请求加载到中并在线程池中执行,否则就再入到中进行缓存等待。通常情况下拦截器用来添加,移除或者转换请求或者响应的头部信息。

前言

学会了OkHttp3的用法后,我们当然有必要来了解下OkHttp3的源码,当然现在网上的文章很多,我仍旧希望我这一系列文章篇是最简洁易懂的。

1.从请求处理开始分析

首先OKHttp3如何使用这里就不在赘述了,不明白的同学可以查看Android网络编程(五)OkHttp2.x用法全解析、
Android网络编程(六)OkHttp3用法全解析这两篇文章。当我们要请求网络的时候我们需要用OkHttpClient.newCall(request)进行execute或者enqueue操作,当我们调用newCall时:

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

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:

  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。

2.Dispatcher任务调度 主要的变量

Dispatcher主要用于控制并发的请求,它主要维护了以下变量:

  /** 最大并发请求数*/
  private int maxRequests = 64;
  /** 每个主机最大请求数*/
  private int maxRequestsPerHost = 5;
  /** 消费者线程池 */
  private ExecutorService executorService;
  /** 将要运行的异步请求队列 */
  private final Deque readyAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
  /**正在运行的异步请求队列 */
  private final Deque runningAsyncCalls = new ArrayDeque<>();
  /** 正在运行的同步请求队列 */
  private final Deque runningSyncCalls = new ArrayDeque<>();
构造函数
 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(), Util.threadFactory("OkHttp Dispatcher", false));
    }
    return executorService;
  }

Dispatcher有两个构造函数,可以使用自己设定线程池,如果没有设定线程池则会在请求网络前自己创建线程池,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。不了解线程池的同学可以查看Android多线程(一)线程池这篇文章。其中用到了SynchronousQueue,不了解它的同学可以查看Java并发编程(六)阻塞队列这篇文章。

异步请求
  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并且正在运行的请求主机数小于5时则把请求加载到runningAsyncCalls中并在线程池中执行,否则就再入到readyAsyncCalls中进行缓存等待。

AsyncCall

线程池中传进来的参数就是AsyncCall它是RealCall的内部类,内部也实现了execute方法:

    @Override protected void execute() {
      boolean signalledCallback = false;
      try {
        Response response = getResponseWithInterceptorChain(forWebSocket);
        if (canceled) {
          signalledCallback = true;
          responseCallback.onFailure(RealCall.this, new IOException("Canceled"));
        } else {
          signalledCallback = true;
          responseCallback.onResponse(RealCall.this, response);
        }
      } catch (IOException e) {
        if (signalledCallback) {
          // Do not signal the callback twice!
          logger.log(Level.INFO, "Callback failure for " + toLoggableString(), e);
        } else {
          responseCallback.onFailure(RealCall.this, e);
        }
      } finally {
        client.dispatcher().finished(this);
      }
    }

首先我们来看看最后一行, 无论这个请求的结果如何都会执行client.dispatcher().finished(this);

 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; // Already running max capacity.
    if (readyAsyncCalls.isEmpty()) return; // No ready calls to promote.

    for (Iterator 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; // Reached max capacity.
    }
  }

可以看到最关键的点就是会从readyAsyncCalls取出下一个请求,并加入runningAsyncCalls中并交由线程池处理。好了让我们再回到上面的AsyncCall的execute方法,我们会发getResponseWithInterceptorChain方法返回了Response,很明显这是在请求网络。

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

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

    @Override public Response proceed(Request request) throws IOException {
      // If there"s another interceptor in the chain, call that.
      if (index < client.interceptors().size()) {
        Interceptor.Chain chain = new ApplicationInterceptorChain(index + 1, request, forWebSocket);
        //从拦截器列表取出拦截器
        Interceptor interceptor = client.interceptors().get(index);
        Response interceptedResponse = interceptor.intercept(chain);

        if (interceptedResponse == null) {
          throw new NullPointerException("application interceptor " + interceptor
              + " returned null");
        }

        return interceptedResponse;
      }

      // No more interceptors. Do HTTP.
      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第七行阻塞,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1个、2个拦截器的场景加以模拟:

拦截器主要用来观察,修改以及可能短路的请求输出和响应的回来。通常情况下拦截器用来添加,移除或者转换请求或者响应的头部信息。比如将域名替换为ip地址,将请求头中添加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。 不了解拦截器的可以查看Okhttp-wiki 之 Interceptors 拦截器这篇文章。
回到代码上来,我们看最后一行 return getResponse(request, forWebSocket),如果没有更多的拦截器的话,就会执行网络请求,来看看getResponse方法做了些什么(RealCall.java):

Response getResponse(Request request, boolean forWebSocket) throws IOException {
 ...省略
    // Create the initial HTTP engine. Retries and redirects need new engine for each attempt.
    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) {
        // The attempt to interpret the request failed. Give up.
        throw e.getCause();
      } catch (RouteException e) {
        // The attempt to connect via a route failed. The request will not have been sent.
  ...省略     
    }
  }

getResponse方法比较长我省略了一些代码,可以看到创建了HttpEngine类并且调用HttpEngine的sendRequest方法和readResponse方法。

4.缓存策略

我们先来看看sendRequest方法:

 public void sendRequest() throws RequestException, RouteException, IOException {
    if (cacheStrategy != null) return; // Already sent.
    if (httpStream != null) throw new IllegalStateException();
    //请求头部添加
    Request request = networkRequest(userRequest);
    //获取client中的Cache,同时Cache在初始化的时候会去读取缓存目录中关于曾经请求过的所有信息。
    InternalCache responseCache = Internal.instance.internalCache(client);
    //cacheCandidate为上次与服务器交互缓存的Response
    Response cacheCandidate = responseCache != null
        ? responseCache.get(request)
        : null;

    long now = System.currentTimeMillis();

    //创建CacheStrategy.Factory对象,进行缓存配置
    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()); // The cache candidate wasn"t applicable. Close it.
    }

    //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,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);

      if (writeRequestHeadersEagerly()) {
        long contentLength = OkHeaders.contentLength(request);
        if (bufferRequestBody) {
          if (contentLength > Integer.MAX_VALUE) {
            throw new IllegalStateException("Use setFixedLengthStreamingMode() or "
                + "setChunkedStreamingMode() for requests larger than 2 GiB.");
          }

          if (contentLength != -1) {
            // Buffer a request body of a known length.
            httpStream.writeRequestHeaders(networkRequest);
            requestBodyOut = new RetryableSink((int) contentLength);
          } else {
            // Buffer a request body of an unknown length. Don"t write request headers until the
            // entire body is ready; otherwise we can"t set the Content-Length header correctly.
            requestBodyOut = new RetryableSink();
          }
        } else {
          httpStream.writeRequestHeaders(networkRequest);
          requestBodyOut = httpStream.createRequestBody(networkRequest, contentLength);
        }
      }
      success = true;
    } finally {
      // If we"re crashing on I/O or otherwise, don"t leak the cache body.
      if (!success && cacheCandidate != null) {
        closeQuietly(cacheCandidate.body());
      }
    }
  }

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。cacheCandidate是上次与服务器交互缓存的Response,这里的缓存都是基于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它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,当networkRequest和cacheResponse都为null的情况也就是不进行网络请求并且缓存不存在或者过期,这时候则返回504错误;当networkRequest 为null时也就是不进行网络请求,而且缓存可以使用时则直接返回缓存;其他的情况则请求网络。
接下来我们查看readResponse方法:

  public void readResponse() throws IOException {
    ...省略
    else{
      //读取网络响应
      networkResponse = readNetworkResponse();
    }
    //将响应头部存入Cookie中
    receiveHeaders(networkResponse.headers());

    // If we have a cache response too, then we"re doing a conditional get.
    if (cacheResponse != null) {
    //检查缓存是否可用,如果可用。那么就用当前缓存的Response,关闭网络连接,释放连接。
      if (validate(cacheResponse, networkResponse)) {
        userResponse = cacheResponse.newBuilder()
            .request(userRequest)
            .priorResponse(stripBody(priorResponse))
            .headers(combine(cacheResponse.headers(), networkResponse.headers()))
            .cacheResponse(stripBody(cacheResponse))
            .networkResponse(stripBody(networkResponse))
            .build();
        networkResponse.body().close();
        releaseStreamAllocation();

        // Update the cache after combining headers but before stripping the
        // Content-Encoding header (as performed by initContentStream()).
        InternalCache responseCache = Internal.instance.internalCache(client);
        responseCache.trackConditionalCacheHit();
        // 更新缓存
        responseCache.update(cacheResponse, stripBody(userResponse));
        userResponse = unzip(userResponse);
        return;
      } else {
        closeQuietly(cacheResponse.body());
      }
    }

    userResponse = networkResponse.newBuilder()
        .request(userRequest)
        .priorResponse(stripBody(priorResponse))
        .cacheResponse(stripBody(cacheResponse))
        .networkResponse(stripBody(networkResponse))
        .build();

    if (hasBody(userResponse)) {
      maybeCache();
      userResponse = unzip(cacheWritingResponse(storeRequest, userResponse));
    }
  }

这个方法发起刷新请求头部和请求体,解析HTTP响应头部。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。
我们再来看看validate(cacheResponse, networkResponse)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;
  }

如缓存果过期或者强制放弃缓存,在此情况下,缓存策略全部交给服务器判断,客户端只用发送条件get请求即可,如果缓存是有效的,则返回304 Not Modifiled,否则直接返回body。条件get请求有两种方式一种是Last-Modified-Date,一种是 ETag。这里采用了Last-Modified-Date,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。

5.失败重连

最后我们再回到RealCall的getResponse方法:

  Response getResponse(Request request, boolean forWebSocket) throws IOException {
  ...省略
      boolean releaseConnection = true;
      try {
        engine.sendRequest();
        engine.readResponse();
        releaseConnection = false;
      } catch (RequestException e) {
        // The attempt to interpret the request failed. Give up.
        throw e.getCause();
      } catch (RouteException e) {
        // The attempt to connect via a route failed. The request will not have been sent.
        HttpEngine retryEngine = engine.recover(e.getLastConnectException(), null);
        if (retryEngine != null) {
          releaseConnection = false;
          engine = retryEngine;
          continue;
        }
        // Give up; recovery is not possible.
        throw e.getLastConnectException();
      } catch (IOException e) {
        // An attempt to communicate with a server failed. The request may have been sent.
        HttpEngine retryEngine = engine.recover(e, null);
        if (retryEngine != null) {
          releaseConnection = false;
          engine = retryEngine;
          continue;
        }

        // Give up; recovery is not possible.
        throw e;
      } finally {
        // We"re throwing an unchecked exception. Release any resources.
        if (releaseConnection) {
          StreamAllocation streamAllocation = engine.close();
          streamAllocation.release();
        }
      }
     ...省略
      engine = new HttpEngine(client, request, false, false, forWebSocket, streamAllocation, null,
          response);
    }
  }

查看代码第11行和21行当发生IOException或者RouteException时会执行HttpEngine的recover方法:

  public HttpEngine recover(IOException e, Sink requestBodyOut) {
    if (!streamAllocation.recover(e, requestBodyOut)) {
      return null;
    }

    if (!client.retryOnConnectionFailure()) {
      return null;
    }

    StreamAllocation streamAllocation = close();

    // For failure recovery, use the same route selector with a new connection.
    return new HttpEngine(client, userRequest, bufferRequestBody, callerWritesRequestBody,
        forWebSocket, streamAllocation, (RetryableSink) requestBodyOut, priorResponse);
  }

最后一行可以看到就是重新创建了HttpEngine并返回,用来完成重连。
到这里OkHttp请求网络的流程基本上讲完了,下面是关于OKHttp的请求流程图:

参考资料:
http://www.jianshu.com/p/aad5aacd79bf
http://www.jianshu.com/p/64e256c1dbbf
http://www.cnblogs.com/LuLei1990/p/5534791.html
http://frodoking.github.io/2015/03/12/android-okhttp/

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