源码梳理:Retrofit

按照惯例,先上最简单的使用场景

  1. 初始化retrofit对象
val retrofit = Retrofit.Builder()
                .baseUrl("https://api.github.com/")
                .build()
  1. 按照请求创建响应的接口和方法,并使用相应的返回值
interface Service {
    @GET("users/{userName}/repos")
    fun get(@Path("userName") userName: String) Call<String>
}
  1. 使用retrofit对象传入service接口的类对象,并调用相应方法得到返回值
val response = retrofit.create(Service::class.java).get("xxx")

我们知道,retrofit的功能是用来发送网络请求的,但它并不负责整个网络请求的过程,核心的请求体构建、建立连接、发送、返回报文解析等工作都是由另一个非常优秀的开源库--OkHttp来完成的。那么问题来了--

既然有了OkHttp,为什么还要写Retrofit?

首先看下github页的介绍,一句话

A type-safe HTTP client for Android and the JVM

确实,okhttp在传入构建好的request后会得到一个Call对象,但请注意,这个Call类和Retrofit创建接口时返回的Call类不是一回事,它是不带泛型参数的。那么由这个Call对象发出请求后会得到一个Response对象,然后我们需要自己去解析里面的header,body等等。这种不受限的响应在带来灵活性的同时也引入了风险,这对于日常开发来说当然是需要降低这种风险的。

所以,Retrofit增加了一个带泛型参数的Call类,而且规定必须写确定的类型,否则会给你报错。

还有一点和OkHttp不同,Retrofit把更多的工作交给了Retrofit类,而关于请求的相应信息规定用一个接口方法来描述关系,再配合注解完成请求的组装。你不用再去考虑一个request的url怎么组装,header怎么加,请求体怎么创建等问题。

好的,接下来我们来看源码。

以下源码基于retrofit-2.4.0

从create出发

先看create方法:

public <T> T create(final Class<T> service) {
    // 传入的service必须是接口且无父接口
    Utils.validateServiceInterface(service);
    if (validateEagerly) {
        // 提前初始化接口方法的serviceMethod
      eagerlyValidateMethods(service);
    }
    // 代理接口
    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, @Nullable Object[] args)
              throws Throwable {
            // If the method is a method from Object then defer to normal invocation.
            // 是否是Object方法
            if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
              return method.invoke(this, args);
            }
            // 是否是默认方法
            if (platform.isDefaultMethod(method)) {
              return platform.invokeDefaultMethod(method, service, proxy, args);
            }

            // 创建ServiceMethod,内部封装此retrofit和method
            ServiceMethod<Object, Object> serviceMethod =
                (ServiceMethod<Object, Object>) loadServiceMethod(method);
            // 创建请求对象
            OkHttpCall<Object> okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
            // 开始请求
            return serviceMethod.adapt(okHttpCall);
          }
        });
}

不管别的,看adapt方法

#ServiceMethod

T adapt(Call<R> call) {
    return callAdapter.adapt(call);
}

嗯?这个callAdapter是谁?找一找

#ServiceMethod

private CallAdapter<T, R> createCallAdapter() {
    Type returnType = method.getGenericReturnType();

    ...
    
    Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
    try {
    //noinspection unchecked
    return (CallAdapter<T, R>) 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);
    }
}

把这个接口方法的返回值和注解委托给了retrofit对象来创建

#Retrofit

public CallAdapter<?, ?> nextCallAdapter(@Nullable CallAdapter.Factory skipPast, Type returnType,
      Annotation[] annotations) {
    ...

    int start = callAdapterFactories.indexOf(skipPast) + 1;
    for (int i = start, count = callAdapterFactories.size(); i < count; i++) {
        // 从一个callAdapterFactories列表里依次创建,创建成功的返回,此列表在retrofit创建时初始化
      CallAdapter<?, ?> adapter = callAdapterFactories.get(i).get(returnType, annotations, this);
      if (adapter != null) {
        return adapter;
      }
    }

    ...
}

#Retrofit.build()
    
List<CallAdapter.Factory> callAdapterFactories = new ArrayList<>(this.callAdapterFactories);
// 默认添加一个CallAdapterFactory, platform此处是Android类
callAdapterFactories.add(platform.defaultCallAdapterFactory(callbackExecutor));
    
#Androoid

@Override CallAdapter.Factory defaultCallAdapterFactory(@Nullable Executor callbackExecutor) {
    if (callbackExecutor == null) throw new AssertionError();
    // 我们要找的真正创建CallAdapter的类
    return new ExecutorCallAdapterFactory(callbackExecutor);
}
#ExecutorCallAdapterFactory.get()

@Override public Call<Object> adapt(Call<Object> call) {
    // 真正返回的Call对象,对它进行excute或enqueue等操作
    return new ExecutorCallbackCall<>(callbackExecutor, call);
}

我们再看看它的enqueue

#ExecutorCallbackCall

@Override public void enqueue(final Callback<T> callback) {
    delegate.enqueue(new Callback<T>() {
    @Override public void onResponse(Call<T> call, final Response<T> response) {
        callbackExecutor.execute(new Runnable() {
            @Override public void run() {
                
                callback.onResponse(ExecutorCallbackCall.this, response);
                
            }
        });
    }

    @Override public void onFailure(Call<T> call, final Throwable t) {
        callbackExecutor.execute(new Runnable() {
            @Override public void run() {

                callback.onFailure(ExecutorCallbackCall.this, t);

            }
            });
    }
    });
}

可以看到这个默认的call只是在之前的HttpCall之上又加了一层线程切换,最后都会切回主线程。

至此先来梳理一下流程:

  1. Retrofit在build初始化的时候保存了一系列CallAdapterFactory
  2. ServiceMethod在build初始化的时候传入retrofit实例,同时通过之前的Factories创建CallAdapter
  3. serviceMethod调用CallAdapter实例的adapt方法

这个流程其实是通用的,后续还会有类似的对象也是这样创建。

那么我们直接看HttpCall里干了什么

#HttpCall

@Override public void enqueue(final Callback<T> callback) {
  ...

  synchronized (this) {
    ...
    if (call == null && failure == null) {
      try {
        // 组装并创建真正的OkHttp请求
        call = rawCall = createRawCall();
      } catch (Throwable t) {
        throwIfFatal(t);
        failure = creationFailure = t;
      }
    }
  }

  ...

  call.enqueue(new okhttp3.Callback() {
    @Override public void onResponse(okhttp3.Call call, okhttp3.Response rawResponse) {
      Response<T> response;
      try {
        // 将返回的数据进行转换
        response = parseResponse(rawResponse);
      } catch (Throwable e) {
        callFailure(e);
        return;
      }

    ...
  });
}

可以看到,主要做了三件事:创建请求、发送请求、转换返回的数据。至于更底层的请求发送的整个链路处理就交给OkHttp了.

请求创建

先看创建请求,在这个过程中,最核心的类有两个:ParameterHandler 和 CallFactory。

先说CallFactory,其实就是OkHttp的OkHttpClient,可以自己配置并作为Retrofit的build参数传入,或者在build的时候会创建一个默认的。

再看ParameterHandler,看名字其实能大致猜测一下,是用来处理接口方法中的参数的。那我们看一下它是在那里初始化的

#ServiceMethod.build()

// p是方法形参顺序下标,parameterType是形参类型, parameterAnnotations是该形参上加的所有注解
parameterHandlers[p] = parseParameter(p, parameterType, parameterAnnotations);

最后到了ServiceMethod的parseParameterAnnotation方法中,这个方法会根据传入的annotation类型返回相应的ParameterHandler,我们来看个相对简单的@Path注解是怎么处理的

#ServiceMethod.parseParameterAnnotation()

else if (annotation instanceof Path) {
  // 与@Path注解冲突的注解直接抛出异常
  if (gotQuery) {
    throw parameterError(p, "A @Path parameter must not come after a @Query.");
  }
  if (gotUrl) {
    throw parameterError(p, "@Path parameters may not be used with @Url.");
  }
  if (relativeUrl == null) {
    throw parameterError(p, "@Path can only be used with relative url on @%s", httpMethod);
  }
  gotPath = true;

  Path path = (Path) annotation;
  String name = path.value();
  // 检查是否有非法字符以及与url是否冲突
  validatePathName(p, name);

  // 创建ParameterHandler
  Converter<?, String> converter = retrofit.stringConverter(type, annotations);
  return new ParameterHandler.Path<>(name, converter, path.encoded());
}

先不管converter,看看handler的apply方法

#ParameterHandler.Path.apply()

@Override void apply(RequestBuilder builder, @Nullable T value) throws IOException {
  if (value == null) {
    throw new IllegalArgumentException(
        "Path parameter \"" + name + "\" value must not be null.");
  }
  builder.addPathParam(name, valueConverter.convert(value), encoded);
}
#RequestBuilder.addPathParam()

void addPathParam(String name, String value, boolean encoded) {
  if (relativeUrl == null) {
    // The relative URL is cleared when the first query parameter is set.
    throw new AssertionError();
  }
  // 调用replace将url中预留的path替换为格式化后的真正path
  relativeUrl = relativeUrl.replace("{" + name + "}", canonicalizeForPath(value, encoded));
}

由此可以推断其他ParameterHandler子类应该也是类似的流程,在apply方法中不断将请求补充至完整。

此时再回来看之前的stringConverter, 它是由converterFactory返回的,在这里是由Retrofit创建时传入的GsonConverterFactory对象创建的,
而此对象的该方法未实现,所以会返回一个默认的converter,只是简单的toString,那么就是未经处理的路径直接替换,最后得到完全体的Url。

转换响应

#OkHttpCall

Response<T> parseResponse(okhttp3.Response rawResponse) throws IOException {
  ...

  ExceptionCatchingRequestBody catchingBody = new ExceptionCatchingRequestBody(rawBody);
  try {
    // 转换成功,返回response
    T body = serviceMethod.toResponse(catchingBody);
    return Response.success(body, rawResponse);
  } catch (RuntimeException e) {
    // 转换失败,抛出异常
    // If the underlying source threw an exception, propagate that rather than indicating it was
    // a runtime exception.
    catchingBody.throwIfCaught();
    throw e;
  }
}

toResponse其实和toCall差不多,不过最终调用的是GsonResponseBodyConverter的convert,也就是调用gson库进行解析,具体解析原理此处不做说明。

总结

至此我们大致梳理了一遍Retrofit的工作流程,可以看出有三个类承担了大部分的工作:Retrofit,ServieMethod,OkHttpCall。它们的职责也可以做一个大致的概括:

  • Retrofit:以builder模式构建,提供公共参数的配置并保存,使用动态代理代理我们定义的接口,在调用方法时解析接口信息并包装成call供我们调用。
  • ServiceMethod:与方法对应,负责配合注解解析方法信息并组装成一个完整的Call,解析过程中调用retrofit中的公共配置得到结果。
  • OkHttpCall:负责直接调用OkHttp接口,它会传递参数给ServieMethod,ServieceMethod根据具体参数结合之前的方法信息生成具体的Call,OkHttpCall再去发送这个Call,并再通过ServiceMethod的Converter转换响应并返回。

对于一个Retrofit来说,一套公共配置下,一个方法的信息是确定的,那么就可以根据传入的参数动态地返回数据,所以在这里方法信息是可以复用的,所以Retrofit中有一个ConcurrentHashMap实现的ServieMethod缓存,用于复用这些方法信息。

这对于我们自已实现模块也是有帮助的。第一,抽取可变模块做依赖倒置,或者可以只传入工厂对象,这样连依赖关系都不用改,只修改工厂返回的对象就可以。第二,对于一个模块,可以将其拆分为可变与不可变的两部分,并对不可变的部分考虑是否可以做缓存,当然这是在这部分足够重的情况下。第三,对于一个已经比较完备的模块,要在其上做修改或者扩展,首先考虑等否代理实现,最好不要直接修改,如果实在代理不了再考虑重构。

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