OkHttp必须弄清楚的几个原理性问题 OkHttp必须弄清楚的几个原理性

前言 okhttp是目前很火的网络请求框架，Android4.4开始HttpURLConnection的底层就是采用okhttp实现的，其Github地址：https://github.com/square/okhttp
来自官方说明：

OkHttp is an HTTP client that’s efficient by default:

HTTP/2 support allows all requests to the same host to share a socket.

Connection pooling reduces request latency (if HTTP/2 isn’t available).

Transparent GZIP shrinks download sizes.

Response caching avoids the network completely for repeat requests.

总结一下，OkHttp支持http2，当然需要你请求的服务端支持才行，针对http1.x，OkHttp采用了连接池降低网络延迟，内部实现gzip透明传输，使用者无需关注，支持http协议上的缓存用于避免重复网络请求。
使用方法引入依赖

implementation 'com.squareup.okhttp3:okhttp:3.14.4'

请求网络

OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient(); Request request = new Request.Builder().url("http://mtancode.com/").build(); // 同步方式 Response response = okHttpClient.newCall(request).execute(); // 异步方式 okHttpClient.newCall(request).enqueue(new Callback() { @Override public void onFailure(Call call, IOException e) { Log.i(TAG, "onFailure"); e.printStackTrace(); }@Override public void onResponse(Call call, Response response) { try { Log.i(TAG, response.body().string()); } catch (Throwable t) { t.printStackTrace(); } } });

可以看到，使用起来非常简单，而且支持同步和异步两种方式请求网络。这里需要注意一下，回调的线程并不是UI线程。
主流程分析同步和异步只是使用方式不同，但其原理都是一样的，最终会走到相同的逻辑，因此这里就直接从异步方式开始分析了，newCall方法会返回一个RealCall对象，看其enqueue方法：

@Override public void enqueue(Callback responseCallback) { synchronized (this) { if (executed) throw new IllegalStateException("Already Executed"); executed = true; } transmitter.callStart(); client.dispatcher().enqueue(new AsyncCall(responseCallback)); }

这里有个Dispatcher，顾名思义它就是专门分发和执行请求的，看它的enqueue方法：

void enqueue(AsyncCall call) { synchronized (this) { readyAsyncCalls.add(call); // Mutate the AsyncCall so that it shares the AtomicInteger of an existing running call to // the same host. if (!call.get().forWebSocket) { AsyncCall existingCall = findExistingCallWithHost(call.host()); if (existingCall != null) call.reuseCallsPerHostFrom(existingCall); } } promoteAndExecute(); }

把call添加到readyAsyncCalls列表中，看promoteAndExecute方法：

private boolean promoteAndExecute() { assert (!Thread.holdsLock(this)); List executableCalls = new ArrayList<>(); boolean isRunning; synchronized (this) { for (Iterator i = readyAsyncCalls.iterator(); i.hasNext(); ) { AsyncCall asyncCall = i.next(); if (runningAsyncCalls.size() >= maxRequests) break; // Max capacity. if (asyncCall.callsPerHost().get() >= maxRequestsPerHost) continue; // Host max capacity.i.remove(); asyncCall.callsPerHost().incrementAndGet(); executableCalls.add(asyncCall); runningAsyncCalls.add(asyncCall); } isRunning = runningCallsCount() > 0; }for (int i = 0, size = executableCalls.size(); i < size; i++) { AsyncCall asyncCall = executableCalls.get(i); asyncCall.executeOn(executorService()); }return isRunning; }

把call搬到runningAsyncCalls中，遍历列表，对每个call调用executeOn方法：

void executeOn(ExecutorService executorService) { assert (!Thread.holdsLock(client.dispatcher())); boolean success = false; try { executorService.execute(this); success = true; } catch (RejectedExecutionException e) { InterruptedIOException ioException = new InterruptedIOException("executor rejected"); ioException.initCause(e); transmitter.noMoreExchanges(ioException); responseCallback.onFailure(RealCall.this, ioException); } finally { if (!success) { client.dispatcher().finished(this); // This call is no longer running! } } }

看AsyncCall的execute方法：

@Override protected void execute() { boolean signalledCallback = false; transmitter.timeoutEnter(); try { Response response = getResponseWithInterceptorChain(); responseCallback.onResponse(RealCall.this, response); ...... }

【OkHttp必须弄清楚的几个原理性问题】来到getResponseWithInterceptorChain方法，该方法内部会执行所有具体的处理逻辑，执行结束后，返回一个最终的response，然后回调给外部传入的callback，看看getResponseWithInterceptorChain方法：

Response getResponseWithInterceptorChain() throws IOException { // Build a full stack of interceptors. List interceptors = new ArrayList<>(); interceptors.addAll(client.interceptors()); interceptors.add(new RetryAndFollowUpInterceptor(client)); interceptors.add(new BridgeInterceptor(client.cookieJar())); interceptors.add(new CacheInterceptor(client.internalCache())); interceptors.add(new ConnectInterceptor(client)); if (!forWebSocket) { interceptors.addAll(client.networkInterceptors()); } interceptors.add(new CallServerInterceptor(forWebSocket)); Interceptor.Chain chain = new RealInterceptorChain(interceptors, transmitter, null, 0, originalRequest, this, client.connectTimeoutMillis(), client.readTimeoutMillis(), client.writeTimeoutMillis()); boolean calledNoMoreExchanges = false; try { Response response = chain.proceed(originalRequest); if (transmitter.isCanceled()) { closeQuietly(response); throw new IOException("Canceled"); } return response; } catch (IOException e) { calledNoMoreExchanges = true; throw transmitter.noMoreExchanges(e); } finally { if (!calledNoMoreExchanges) { transmitter.noMoreExchanges(null); } } }

可以看到，这里添加了一系列的拦截器，构成拦截器链，请求会沿着这条链依次调用其intercept方法，每个拦截器都做自己该做的工作，最终完成请求，返回最终的response对象。
简单说下链式调用的实现方法：创建一个RealInterceptorChain，传入所有的interceptors，和当前index（从0开始），然后调用RealInterceptorChain的process方法，该方法里，获取到对应的interceptor，然后调用intercept方法，而在intercept方法中，会执行具体的处理逻辑，然后创建一个RealInterceptorChain，传入所有的interceptors，和当前index+1，继续调用RealInterceptorChain的process方法，如此重复直到index超过interceptors个数为止。其实这种实现方式跟Task实现链式调用很类似，整个调用过程会创建一系列的中间对象。
继续回到okhttp，这里其实是一种责任链设计模式，它的优点有：

可以降低逻辑的耦合，相互独立的逻辑写到自己的拦截器中，也无需关注其它拦截器所做的事情。
扩展性强，可以添加新的拦截器。

当然它也有缺点：

因为调用链路长，而且存在嵌套，遇到问题排查其它比较麻烦。

对于OkHttp，我们可以添加自己的拦截器：

OkHttpClient.Builder builder = new OkHttpClient().newBuilder(); builder.addInterceptor(new Interceptor() { @Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException { // TODO 自定义逻辑return chain.proceed(chain.request()); } });

来到这里，OkHttp的主流程就分析完了，至于具体的缓存逻辑，连接池逻辑，网络请求这些，都是在对应的拦截器里面实现的，下面对这些拦截器逐个进行分析。
缓存机制代码在CacheInterceptor类中，实现HTTP协议的缓存机制，OkHttp默认并不没有开启缓存，要自己传入一个Cache对象。
先了解下HTTP协议的缓存机制：
首先缓存分为三种：过期时间缓存、第一差异缓存和第二差异缓存，而且在优先级上，过期时间缓存 > 第一差异缓存 > 第二差异缓存。
过期时间缓存，就是通过HTTP响应头部的字段控制：

expires：响应字段，绝对过期时间，HTTP1.0。
Cache-Control：响应字段，相对过期时间，HTTP1.1。注意如果值为no-cache，表示跳过过期时间缓存逻辑，值为no-store表示跳过过期时间缓存逻辑和差异缓存逻辑，也就是不使用缓存数据。

当客户端请求时，发现缓存未过期，就直接返回缓存数据了，不请求网络，否则，执行第一差异缓存逻辑：

If-None-Match：请求字段，值为ETag。
ETag：响应字段，服务端会根据内容生成唯一的字符串。

如果服务端发现If-None-Match的值和当前ETag一样，就说明数据内容没有变化，就返回304，否则，执行第二差异缓存逻辑：

If-Modified-Since：请求字段，客户端告诉服务端本地缓存的资源的上次修改时间。
Last-Modified：响应字段，服务端告诉客户端资源的最后修改时间。

如果服务端发现If-Modified-Since的值就是资源的最后修改时间，就说明数据内容没有变化，就返回304，否则，返回所有资源数据给客户端，响应码为200。
回到OkHttp，CacheInterceptor拦截器处理的逻辑，其实就是上面所说的HTTP缓存逻辑，注意到OkHttp提供了一个现成的缓存类Cache，它采用DiskLruCache实现缓存策略，至于缓存的位置和大小，需要你自己指定。
这里其实会有个问题，上面的缓存都是依赖HTTP协议本身的缓存机制的，如果我们请求的服务器不支持这套缓存机制，或者需要实现更灵活的缓存管理，直接使用上面这套缓存机制就可能不太可行了，这时我们可以自己新增拦截器，自行实现缓存的管理。
连接池连接池的逻辑在ConnectInterceptor拦截器中处理，看intercept方法：

@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException { RealInterceptorChain realChain = (RealInterceptorChain) chain; Request request = realChain.request(); Transmitter transmitter = realChain.transmitter(); // We need the network to satisfy this request. Possibly for validating a conditional GET. boolean doExtensiveHealthChecks = !request.method().equals("GET"); Exchange exchange = transmitter.newExchange(chain, doExtensiveHealthChecks); return realChain.proceed(request, transmitter, exchange); }

关键代码就是调用了Transmitter的newExchange方法，最终会得到一个Exchange对象，该对象表示一条连接，用于后面实现请求和读取响应数据，为了避免陷入代码中无法自拔，这里就不一步一步跟踪newExchange方法了，它最后会调用ExchangeFinder的findConnection的方法，这个方法就是在连接池中寻找可复用的连接，当然如果没找到，就创建一个新的连接，OkHttp对连接池的管理是在RealConnectionPool类中：

public final class RealConnectionPool { /** * Background threads are used to cleanup expired connections. There will be at most a single * thread running per connection pool. The thread pool executor permits the pool itself to be * garbage collected. */ private static final Executor executor = new ThreadPoolExecutor(0 /* corePoolSize */, Integer.MAX_VALUE /* maximumPoolSize */, 60L /* keepAliveTime */, TimeUnit.SECONDS, new SynchronousQueue<>(), Util.threadFactory("OkHttp ConnectionPool", true)); /** The maximum number of idle connections for each address. */ private final int maxIdleConnections; private final long keepAliveDurationNs; private final Runnable cleanupRunnable = () -> { while (true) { long waitNanos = cleanup(System.nanoTime()); if (waitNanos == -1) return; if (waitNanos > 0) { long waitMillis = waitNanos / 1000000L; waitNanos -= (waitMillis * 1000000L); synchronized (RealConnectionPool.this) { try { RealConnectionPool.this.wait(waitMillis, (int) waitNanos); } catch (InterruptedException ignored) { } } } } }; private final Deque connections = new ArrayDeque<>(); ...... }

主要关注几个重要的成员变量，maxIdleConnections表示连接池的最大缓存连接数，这里外部传入了5，也就是最多缓存5个连接，缓存的连接都被放到connections中，而keepAliveDurationNs表示连接的缓存时长，这里为5分钟，我们还看到这里还有个executor，它就是用来清理过期连接。
数据传输在CallServerInterceptor拦截器中处理，采用okio实现，http请求和读取响应最终是在Http1ExchangeCodec或Http2ExchangeCodec中实现的。
透明gzip压缩在BridgeInterceptor拦截器中处理，看一下intercept方法：

@Override public Response intercept(Chain chain) throws IOException { Request userRequest = chain.request(); Request.Builder requestBuilder = userRequest.newBuilder(); RequestBody body = userRequest.body(); ......// If we add an "Accept-Encoding: gzip" header field we're responsible for also decompressing // the transfer stream. boolean transparentGzip = false; if (userRequest.header("Accept-Encoding") == null && userRequest.header("Range") == null) { transparentGzip = true; requestBuilder.header("Accept-Encoding", "gzip"); }......if (transparentGzip && "gzip".equalsIgnoreCase(networkResponse.header("Content-Encoding")) && HttpHeaders.hasBody(networkResponse)) { GzipSource responseBody = new GzipSource(networkResponse.body().source()); Headers strippedHeaders = networkResponse.headers().newBuilder() .removeAll("Content-Encoding") .removeAll("Content-Length") .build(); responseBuilder.headers(strippedHeaders); String contentType = networkResponse.header("Content-Type"); responseBuilder.body(new RealResponseBody(contentType, -1L, Okio.buffer(responseBody))); }return responseBuilder.build(); }

可以看到，OkHttp默认会为我们加上gzip头部字段，如果服务端支持的话，就会返回gzip压缩后的数据，这样就可以缩短传输时间和减少传输数据大小，接收到gzip压缩后的数据后，Okhttp会自动帮我们解压缩，所以这一切对使用者来说都是透明的，无需关注，当然如果我们自己明确指定了用gzip压缩，解压缩的事情就需要我们自己来做了。
支持HTTP2 OkHttp2支持HTTP2协议，当然如果服务端不支持就没办法了，针对HTTP2的相关类都在okhttp3.internal.http2包下，有兴趣可以自行查看源码。
关于HTTP2的优点，主要有：