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从使用方法出发,首先是怎么使用,其次是我们使用的功能在内部是如何实现的, 实现方案上有什么技巧,有什么范式。全文基本上是对 Retrofit 源码的一个分析与 导读,非常建议大家下载 Retrofit 源码之后,跟着本文,过一遍源码。
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(顺手留下GitHub链接,需要获取相关面试等内容的可以自己去找)
https://github.com/xiangjiana/Android-MS
(VX:mm14525201314)
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
.baseUrl("https://api.github.com/")
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.build();
public interface GitHubService {
@GET("users/{user}/repos")
Call> listRepos(@Path("user") String user);
}
GitHubService github = retrofit.create(GitHubService.class);
先看定义,非常简洁,也没有什么特别之处,除了两个注解:@GET
和 @Path
。它们的用处稍后再分析,我们接着看创建 API 实 例: retrofit.create(GitHubService.class)
。这样就创建了 API 实例了, 就可以调用 API 的方法发起 HTTP 网络请求了,太方便了。 但 create
方法是怎么创建 API 实例的呢?
public T create(final Class service) {
// 省略非关键代码
return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(),
new Class>[] { service },
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object ... args)
throws Throwable {
// 先省略实现
}
});
}
创建 API 实例使用的是动态代理技术。
简而言之,就是动态生成接口的实现类(当然生成实现类有缓存机制),并创建其 实例(称之为代理),代理把对接口的调用转发给 InvocationHandler
实例, 而在 InvocationHandler
的实现中,除了执行真正的逻辑(例如再次转发给真 正的实现类对象),我们还可以进行一些有用的操作,例如统计执行时间、进行初 始化和清理、对接口调用进行检查等。 为什么要用动态代理?因为对接口的所有方法的调用都会集中转发到 InvocationHandler#invoke
函数中,我们可以集中进行处理,更方便了。你可 能会想,我也可以手写这样的代理类,把所有接口的调用都转发到 InvocationHandler#invoke
呀,当然可以,但是可靠地自动生成岂不更方便?
获取到 API 实例之后,调用方法和普通的代码没有任何区别:
Call> call = github.listRepos("square");
List repos = call.execute().body();
这两行代码就发出了 HTTP 请求,并把返回的数据转化为了 List<Repo>
,太方 便了!
现在我们来看看调用 listRepos
是怎么发出 HTTP 请求的。上面 Retrofit#create 方法返回时省略的代码如下:
return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(),
new Class>[] { service },
new InvocationHandler() {
private final Platform platform = Platform.get();
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object.. . args)
throws Throwable {
// If the method is a method from Object then defer to n ormal invocation.
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
return method.invoke(this, args);
}
if (platform.isDefaultMethod(method)) {
return platform.invokeDefaultMethod(method, service, p roxy, args);
}
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
}
});
如果调用的是 Object
的方法,例如 equals
, toString
,那就直接调用。 如果是 default
方法(Java 8 引入),就调用 default
方法。这些我们都先不管,因 为我们在安卓平台调用 listRepos
,肯定不是这两种情况,那这次调用真正干活 的就是这三行代码了(好好记住这三行代码,因为接下来很长的篇幅都是在讲它们 :) ):
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
在继续分析这三行代码之前,先看一个流程图
这三行代码基本就是对应于流程图中轴上部了, ServiceMethod
, build OkHttpCall
, CallAdapter adapt
。
ServiceMethod<T>
类的作用正如其 JavaDoc
所言:
Adapts an invocation of an interface method into an HTTP call. 把对接口方法 的调用转为一次 HTTP 调用。
一个 ServiceMethod
对象对应于一个 API interface
的一个方 法, loadServiceMethod(method)
方法负责加载 ServiceMethod
:
ServiceMethod loadServiceMethod(Method method) {
ServiceMethod result;
synchronized (serviceMethodCache) {
result = serviceMethodCache.get(method);
if (result == null) {
result = new ServiceMethod.Builder(this, method).build();
serviceMethodCache.put(method, result);
}
}
return result;
}
这里实现了缓存逻辑,同一个 API 的同一个方法,只会创建一次。这里由于我们每 次获取 API 实例都是传入的 class
对象,而 class 对象是进程内单例的,所 以获取到它的同一个方法 Method
实例也是单例的,所以这里的缓存是有效的。
我们再看看 ServiceMethod
的构造函数:
ServiceMethod(Builder builder) {
this.callFactory = builder.retrofit.callFactory();
this.callAdapter = builder.callAdapter;
this.baseUrl = builder.retrofit.baseUrl();
this.responseConverter = builder.responseConverter;
this.httpMethod = builder.httpMethod;
this.relativeUrl = builder.relativeUrl;
this.headers = builder.headers;
this.contentType = builder.contentType;
this.hasBody = builder.hasBody;
this.isFormEncoded = builder.isFormEncoded;
this.isMultipart = builder.isMultipart;
this.parameterHandlers = builder.parameterHandlers;
}
成员很多,但这里我们重点关注四个成 员: callFactory
, callAdapter
, responseConverter
和 parameterHandlers
。
callFactory
负责创建 HTTP 请求,HTTP 请求被抽象为了okhttp3.Call
类,它表示一个已经准备好,可以随时执行的 HTTP 请求;callAdapter
把retrofit2.Call<T>
转为 T (注意和okhttp3.Call
区分开来,retrofit2.Call<T>
表示的是对一个 Retrofit 方法的调用),这个过程会发送一个 HTTP 请求,拿到服务器返回的数据(通 过okhttp3.Call
实现),并把数据转换为声明的 T 类型对象(通过Converter<F, T>
实现);responseConverter
是Converter<ResponseBody, T>
类型,负责把服 务器返回的数据(JSON、XML、二进制或者其他格式,由ResponseBody
封装)转化为 T 类型的对象;parameterHandlers
则负责解析 API 定义时每个方法的参数,并在构造 HTTP 请求时设置参数;
它们的使用稍后再分析,这里先看看它们的创建(代码比较分散,就不贴太多代码 了,大多是结论):
callFactory
this.callFactory = builder.retrofit.callFactory()
,所以 callFactory
实际上由 Retrofit 类提供,而我们在构造 Retrofit 对象 时,可以指定 callFactory
,如果不指定,将默认设置为一个 okhttp3.OkHttpClient
。
callAdapter
private CallAdapter> createCallAdapter() {
// 省略检查性代码
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
try {
return retrofit.callAdapter(returnType, annotations);
} catch (RuntimeException e) {
// Wide exception range because factories are user code.
throw methodError(e, "Unable to create call adapter for %s", returnType);
}
}
可以看到, callAdapter
还是由 Retrofit 类提供。在 Retrofit 类内部, 将遍历一个 CallAdapter.Factory
列表,让工厂们提供,如果最终没有工厂能 (根据 returnType
和 annotations
)提供需要的 CallAdapter
,那将抛出 异常。而这个工厂列表我们可以在构造 Retrofit
对象时进行添加。
responseConverter
private Converter createResponseConverter() {
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
try {
return retrofit.responseBodyConverter(responseType, annotati ons);
} catch (RuntimeException e) {
// Wide exception range because factories are user code.
throw methodError(e, "Unable to create converter for %s", re sponseType);
}
}
同样, responseConverter
还是由 Retrofit 类提供,而在其内部,逻辑和创 建 callAdapter
基本一致,通过遍历 Converter.Factory
列表,看看有没有 工厂能够提供需要的 responseBodyConverter
。工厂列表同样可以在构造 Retrofit 对象时进行添加。
parameterHandlers
每个参数都会有一个 ParameterHandler
,由 ServiceMethod#parseParameter
方法负责创建,其主要内容就是解析每个参数 使用的注解类型(诸如 Path , Query , Field
等),对每种类型进行单独的 处理。构造 HTTP 请求时,我们传递的参数都是字符串,那 Retrofit 是如何把我们 传递的各种参数都转化为 String 的呢?还是由 Retrofit 类提供 converter!
Converter.Factory
除了提供上一小节提到的 responseBodyConverter
,还提 供 requestBodyConverter
和 stringConverter
,API 方法中除了 @Body
和 @Part
类型的参数,都利用 stringConverter
进行转换,而 @Body
和 @Part
类型的参数则利用 requestBodyConverter
进行转换。
这三种 converter
都是通过“询问”工厂列表进行提供,而工厂列表我们可以在构造 Retrofit
对象时进行添加。
上面提到了三种工厂: okhttp3.Call.Factory
, CallAdapter.Factory
和 Converter.Factory
,分别负责提供不同的模块,至于怎么提供、提供何种模 块,统统交给工厂,Retrofit 完全不掺和,它只负责提供用于决策的信息,例如参 数/返回值类型、注解等。
这不正是我们苦苦追求的高内聚低耦合效果吗?解耦的第一步就是面向接口编程, 模块之间、类之间通过接口进行依赖,创建怎样的实例,则交给工厂负责,工厂同 样也是接口,添加(Retrofit doc
中使用 install 安装一词,非常贴切)怎样的工 厂,则在最初构造 Retrofit
对象时决定,各个模块之间完全解耦,每个模块只 专注于自己的职责,全都是套路,值得反复玩味、学习与模仿。
除了上面重点分析的这四个成员, ServiceMethod
中还包含了 API 方法的 url 解 析等逻辑,包含了众多关于泛型和反射相关的代码,有类似需求的时候,也非常值 得学习模仿
终于把 ServiceMethod
看了个大概,接下来我们看看 OkHttpCall
。 OkHttpCall
实现了 retrofit2.Call
,我们通常会使用它的 execute()
和 enqueue(Callback<T> callback)
接口。前者用于同步执行 HTTP 请求,后者 用于异步执行。
execute()
@Override
public Response execute() throws IOException {
okhttp3.Call call;
synchronized (this) {
// 省略部分检查代码
call = rawCall;
if (call == null) {
try {
call = rawCall = createRawCall();
} catch (IOException | RuntimeException e) {
creationFailure = e;
throw e;
}
}
}
return parseResponse(call.execute());
......
}
主要包括三步:
- 创建
okhttp3.Call
,包括构造参数;- 执行网络请求;
- 解析网络请求返回的数据;
createRawCall()
函数中,我们调用了 serviceMethod.toRequest(args)
来创建 okhttp3.Request
,而在后者中,我们之前准备好的 parameterHandlers
就派上了用场。
然后我们再调用 serviceMethod.callFactory.newCall(request)
来创建 okhttp3.Call
,这里之前准备好的 callFactory
同样也派上了用场,由于工 厂在构造 Retrofit 对象时可以指定,所以我们也可以指定其他的工厂(例如使 用过时的 HttpURLConnection
的工厂),来使用其它的底层 HttpClient
实现。
我们调用 okhttp3.Call#execute()
来执行网络请求,这个方法是阻塞的,执行 完毕之后将返回收到的响应数据。收到响应数据之后,我们进行了状态码的检查, 通过检查之后我们调用了 serviceMethod.toResponse(catchingBody)
来把响 应数据转化为了我们需要的数据类型对象。在 toResponse
函数中,我们之前准 备好的 responseConverter
也派上了用场。
好了,之前准备好的东西都派上了用场,还好没有白费 :)
enqueue(Callback<T> callback)
这里的异步交给了 okhttp3.Call#enqueue(Callback responseCallback)
来 实现,并在它的 callback
中调用 parseResponse
解析响应数据,并转发给传入 的 callback
。
CallAdapter
终于到了最后一步了, CallAdapter<T>#adapt(Call<R> call)
函数负责把 retrofit2.Call<R>
转为 T 。这里 T 当然可以就是 retrofit2.Call<R>
,这时我们直接返回参数就可以了,实际上这正是 DefaultCallAdapterFactory
创建的 CallAdapter
的行为。至于其他类型的 工厂返回的 CallAdapter
的行为,这里暂且不表,后面再单独分析。
至此,一次对 API 方法的调用是如何构造并发起网络请求、以及解析返回数据,这 整个过程大致是分析完毕了。对整个流程的概览非常重要,结合 stay 画的流程图, 应该能够比较轻松地看清整个流程了。
虽然我们还没分析完,不过也相当于到了万里长征的遵义,终于可以舒一口气了 :)
retrofit 模块内置了 DefaultCallAdapterFactory
和 ExecutorCallAdapterFactory
,它们都适用于 API 方法得到的类型为 retrofit2.Call
的情形,前者生产的 adapter 啥也不做,直接把参数返回,后 者生产的 adapter 则会在异步调用时在指定的 Executor 上执行回调。
retrofit-adapters
的各个子模块则实现了更多的工 厂: GuavaCallAdapterFactory
, Java8CallAdapterFactory
和 RxJavaCallAdapterFactory
。这里我主要分析 RxJavaCallAdapterFactory
,下面的内容就需要一些 RxJava
的知识了,不过 我想使用 Retrofit 的你,肯定也在使用RxJava
:)
RxJavaCallAdapterFactory#get
方法中对返回值的类型进行了检查,只支持 rx.Single
, rx.Completable
和 rx.Observable
,这里我主要关注对 rx.Observable
的支持。
RxJavaCallAdapterFactory#getCallAdapter
方法中对返回值的泛型类型进行 了进一步检查,例如我们声明的返回值类型为 Observable<List<Repo>>
,泛型 类型就是 List<Repo>
,这里对 retrofit2.Response
和retrofit2.adapter.rxjava.Result
进行了特殊处理,有单独的 adapter 负责 进行转换,其他所有类型都由 SimpleCallAdapter
负责转换。
那我们就来看看 SimpleCallAdapter#adapt
:
@Override
public Observable adapt(Call call) {
Observable observable = Observable.create(new CallOnSubscri be<>(call))
.lift(OperatorMapResponseToBodyOrError.instance()); if (scheduler != null) {
return observable.subscribeOn(scheduler);
}
return observable;
}
这里创建了一个 Observable
,它的逻辑由 CallOnSubscribe
类实现,同时使 用了一个 OperatorMapResponseToBodyOrError
操作符,用来把 retrofit2.Response
转为我们声明的类型,或者错误异常类型。
我们接着看 CallOnSubscribe#call
:
@Override
public void call(final Subscriber super Response> subscribe r) {
// Since Call is a one-shot type, clone it for each new subscr iber.
Call call = originalCall.clone();
// Wrap the call in a helper which handles both unsubscription and backpressure.
RequestArbiter requestArbiter = new RequestArbiter<>(call, subscriber);
subscriber.add(requestArbiter);
subscriber.setProducer(requestArbiter);
}
代码很简短,只干了三件事:
- clone 了原来的 call,因为
okhttp3.Call
是只能用一次的,所以每次都是 新 clone 一个进行网络请求;- 创建了一个叫做
RequestArbiter
的producer
,别被它的名字吓懵了,它就 是个producer
;- 把这个
producer
设置给subscriber
;
简言之,大部分情况下 Subscriber
都是被动接受 Observable push
过来的数据, 但要是 Observable
发得太快,Subscriber
处理不过来,那就有问题了,所以就有 了一种 Subscriber
主动 pull
的机制,而这种机制就是通过 Producer
实现的。给 Subscriber
设置 Producer
之后(通过 Subscriber#setProducer
方法), Subscriber
就会通过 Producer 向上游根据自己的能力请求数据(通过 Producer#request
方法),而 Producer
收到请求之后(通常都是 Observable
管理 Producer
,所以“相当于”就是 Observable
收到了请求),再根据请求的量给 Subscriber 发数据。
那我们就看看 RequestArbiter#request
:
@Override
public void request(long n) {
if (n < 0) throw new IllegalArgumentException("n < 0: " + n);
if (n == 0) return; // Nothing to do when requesting 0.
if (!compareAndSet(false, true)) return; // Request was alread y triggered.
try {
Response response = call.execute();
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onNext(response);
}
} catch (Throwable t) {
Exceptions.throwIfFatal(t);
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onError(t);
}
return;
}
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onCompleted();
}
}
producer
相关的逻辑非常简单,这里就不在赘述。实际干活的逻辑就是执行 call.execute()
,并把返回值发送给下游。
而 OperatorMapResponseToBodyOrError#call
也相当简短:
@Override
public Subscriber super Response> call(final Subscriber s uper T> child) {
return new Subscriber>(child) {
@Override
public void onNext(Response response) {
if (response.isSuccessful()) {
child.onNext(response.body());
} else {
child.onError(new HttpException(response));
}
}
@Override
public void onCompleted() {
child.onCompleted();
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
child.onError(e);
}
};
}
关键就是调用了 response.body()
并发送给下游。这里, body()
返回的就是 我们声明的泛型类型了,至于 Retrofit
是怎么把服务器返回的数据转为我们声明的 类型的,这就是 responseConverter
的事了,还记得吗?
最后看一张返回 Observable
时的调用栈:
执行路径就是:
Observable.subscribe
,触发 API 调用的执行;CallOnSubscribe#call
,clone call
,创建并设置producer
;RequestArbiter#request
,subscriber
被设置了producer
之后最终调用 request,在 request 中发起请求,把结果发给下游;OperatorMapResponseToBodyOrError$1#onNext
,把response
的 body 发 给下游;- 最终就到了我们
subscribe
时传入的回调里面了;
retrofit 模块内置了 BuiltInConverters
,只能处理 ResponseBody
, RequestBody
和 String 类型的转化(实际上不需要转)。而 retrofit- converters 中的子模块则提供了 JSON
,XML
,ProtoBuf
等类型数据的转换功能, 而且还有多种转换方式可以选择。这里我主要关注 GsonConverterFactory
。
代码非常简单:
@Override
public Converter responseBodyConverter(Type typ e, Annotation[] annotations, Retrofit retrofit) {
TypeAdapter> adapter = gson.getAdapter(TypeToken.get(type));
return new GsonResponseBodyConverter<>(gson, adapter);
}
final class GsonResponseBodyConverter implements Converter {
private final Gson gson;
private final TypeAdapter adapter;
GsonResponseBodyConverter(Gson gson, TypeAdapter adapter) {
this.gson = gson;
this.adapter = adapter;
}
@Override public T convert(ResponseBody value) throws IOExcept ion {
JsonReader jsonReader = gson.newJsonReader(value.charStream( ));
try {
return adapter.read(jsonReader); } finally {
value.close();
}
}
}
根据目标类型,利用 Gson#getAdapter
获取相应的 adapter,转换时利用 Gson
的 API 即可。
上图知识汇总的PDF相关内容后续GitHub更新,想冲击金三银四的小伙伴可以找找看看,欢迎star
(顺手留下GitHub链接,需要获取相关面试等内容的可以自己去找)
https://github.com/xiangjiana/Android-MS
(VX:mm14525201314)