Retrofit原理_Retrofit

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一：Retrofit是什么？
准确来说，Retrofit 是一个 RESTful 的 HTTP 网络请求框架的封装。
原因：网络请求的工作本质上是 OkHttp 完成，而 Retrofit 仅负责网络请求接口的封装
我们先来看看下面这个图：

Retrofit原理_Retrofit

上图说明了如下几点：
1. App应用程序通过 Retrofit 请求网络，实际上是使用 Retrofit 接口层封装请求参数、Header、Url 等信息，之
后由 OkHttp 完成后续的请求操作。
2. 在服务端返回数据之后，OkHttp 将原始的结果交给 Retrofit，Retrofit根据用户的需求对结果进行解析。
所以，网络请求的本质仍旧是OkHttp完成的，retrofit只是帮使用者来进行工作简化的，比如配置网络，处理数据等
工作，提高这一系列操作的复用性。这也就是网上流行的一个不太准确的总结：okhttp是瑞士军刀，retrofit则是讲这
边瑞士军刀包装从了一个非常好用的指甲钳。

二： Retrofit 对Okhttp做了什么
Retrofit并没有改变网络请求的本质，也无需改变，因为Okhttp已经足够强大，Retrofit的封装可以说是很强大，里
面涉及到一堆的设计模式,可以通过注解直接配置请求，可以使用不同的http客户端，虽然默认是用http ，可以使用
不同Json Converter 来序列化数据，同时提供对RxJava的支持，使用Retrofit + OkHttp + RxJava 可以说是目前比较
潮的一套框架，但是需要有比较高的门槛。
下面我们来对比一下OKhttp网络请求和 retrofit网络请求的区别。

2.1. Okhttp请求总结
[大家先看下面okhttp请求的样例代码]

private void testOkHttp() throws IOException {
    //Step1
    final OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    //Step2
    final Request request = new Request.Builder()
     .url("https://www.google.com.hk").build();
    //Step3
    Call call = client.newCall(request);
    //step4 发送网络请求，获取数据，进行后续处理
    call.enqueue(new Callback() {
      @Override
      public void onFailure(Call call, IOException e) {
     }
      @Override
     public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
          Log.i(TAG,response.toString());
          Log.i(TAG,response.body().string());
     }
   });
 }

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「解析一下上面的代码」
Step1：创建HttpClient对象，也就是构建一个网络类型的实例，一般会将所有的网络请求使用同一个单例对象。
Step2：构建Request，也就是构建一个具体的网络请求对象，具体的请求url，请求头，请求体等等。
Step3：构建请求Call，也就是将具体的网络请求与执行请求的实体进行绑定，形成一个具体的正式的可执行实体。
Step4: 后面就进行网络请求了，然后处理网络请求的数据了。
「总结一下」
OKhttp的意义：OkHttp 是基于Http协议封装的一套请求客户端，虽然它也可以开线程，但根本上它更偏向真正的
请求，跟HttpClient, HttpUrlConnection的职责是一样的。
Okhttp的职责：OkHttp主要负责socket部分的优化，比如多路复用，buffer缓存，数据压缩等等。
Okhttp给用户留下的问题：
1）用户网络请求的接口配置繁琐，尤其是需要配置请求body，请求头，参数的时候；
2）数据解析过程需要用户手动拿到responsbody进行解析，不能复用；
3）无法适配自动进行线程的切换。
那么这几个问题谁来解决？对，retrofit！

2.2 Retrofit请求总结
【Retrofit 进行网络请求的流程样板代码】

//step1
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
       .baseUrl("https://www.wanandroid.com/")
       .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create(new Gson()))
       .build();
//step2
ISharedListService sharedListService =  retrofit.create(ISharedListService.class);
//step3
Call<SharedListBean> sharedListCall = sharedListService.getSharedList(2,1);
//step4
sharedListCall.enqueue(new Callback<SharedListBean>() {
  @Override
  public void onResponse(Call<SharedListBean> call, Response<SharedListBean> response{
    if (response.isSuccessful()) {
        System.out.println(response.body().toString());
      }
    }
    @Override
    public void onFailure(Call<SharedListBean> call, Throwable t) {
     t.printStackTrace();
   }
});

Step1: 创建retrofit对象，构建一个网络请求的载体对象，和okhttp构建OkhttpClient对象有一样的意义，只不过
retrofit在build的时候有非常多的初始化内容，这些内容可以为后面网络请求提供准备，如准备现成转换Executor，
Gson convert，RxJavaCallAdapter。
Step2：Retrofit的精髓，为统一配置网络请求完成动态代理的设置。
Step3：构建具体网络请求对象Request（service），在这个阶段要完成的任务：1）将接口中的注解翻译成对应的
参数；2）确定网络请求接口的返回值response类型以及对应的转换器；3）讲Okhttp的Request封装成为Retrofit的
OKhttpCall。总结来说，就是根据请求service 的Interface来封装Okhttp请求Request。
Step4：后面就进行网络请求了，然后处理网络请求的数据了
2.3「总结一下」
Retrofit主要负责应用层面的封装，就是说主要面向开发者，方便使用，比如请求参数，响应数据的处理，错误处理
等等。
Retrofit封装了具体的请求，线程切换以及数据转换。
网上一般都推荐RxJava+Retrofit+OkHttp框架，Retrofit负责请求的数据和请求的结果，使用接口的方式呈现，
OkHttp负责请求的过程，RxJava负责异步，各种线程之间的切换，用起来非常便利。
小结：
通过下图，让我们来总结一下，retrofit是如何来封装okhttp请求的。

Retrofit原理_Retrofit

大体的网络流程是一致的，毕竟都是通过okhttp进行网络请求。主要的步骤都是：创建网络请求实体client->构建真
正的网络请求-> 将网络请求方案与真正的网络请求实体结合构成一个请求Call->执行网络请求->处理返回数据->处理
Android 平台的线程问题。
在上图中，我们看到的对比最大的区别是什么？
0）okhttp创建的是OkhttpClient，然而retrofit创建的是 Retrofit实例
1）构建蓝色的Requet的方案，retrofit是通过注解来进行的适配
2）配置Call的过程中，retrofit是利用Adapter适配的Okhttp 的Call
3）相对okhttp，retrofit会对responseBody进行自动的Gson解析
4）相对okhttp，retrofit会自动的完成线程的切换。
那么retrofit是如何完成这几点的封装的呢？请看下面的文章

三： Retrofit的构建过程
Retrofit通过build模式来生成一个Retrofit对象，通过代码我们知道，Retrofit默认会使用OkHttp来发送网络请求，当
然，我们也可以自己定制。
「看下面的代码」

public Retrofit build() {
   if (baseUrl == null) {
    throw new IllegalStateException("Base URL required.");
  }
  // 代码1
  //默认只支持okhttp请求，不支持 httpurlconnection 和 httpclient
   okhttp3.Call.Factory callFactory = this.callFactory;
   if (callFactory == null) { 
    callFactory = new OkHttpClient();
  }
   // 代码2
  // 添加一个线程管理 Executor,okhttp 切换线程需要手动操作，但是retrofit
   // 不需要，就是因为这个Executor 的存在，其实他是handler
   Executor callbackExecutor = this.callbackExecutor;
   if (callbackExecutor == null) {
    callbackExecutor = platform.defaultCallbackExecutor();
  }
   //代码3    
  // Make a defensive copy of the adapters and add the default Call adapter.
   List<CallAdapter.Factory> adapterFactories = new ArrayList<>(this.adapterFactories);
   adapterFactories.add(platform.defaultCallAdapterFactory(callbackExecutor));
   // Make a defensive copy of the converters.
   List<Converter.Factory> converterFactories = new ArrayList<>
(this.converterFactories);
   return new Retrofit(callFactory, baseUrl, unmodifiableList(converterFactories),
 unmodifiableList(callAdapterFactories), callbackExecutor, validateEagerly);
}

1：在代码 1 处
初始化构建call 的工厂，但是这个地方直接就是使用了 okhttp的call，没有使用到工厂设计模式去添加构建
httpclient 或者 httpurlconnection的方法来创建 call，说明retrofit 已经铁下心只支持okhttp创建call请求了。
那么call 是什么的抽象呢？看下面的代码，okhttp请求的代码

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder().
        readTimeout(5, TimeUnit.SECONDS).build();
Request request = new Request.Builder().
        url("http://www.baidu.com").get().build();
okhttp3.Call call = client.newCall(request);
call.enqueue(new okhttp3.Callback() ）...

OkHttpClient是 http 请求的载体包含socket等可以复用的对象，协议配置等等一切。
Request 创建的是一个具体的有url，header，等请求信息的一个网络请求，表示这个具体的请求。
Call 通往请求的，去执行请求的整个过程的一个抽象。也是进行网络请求的最终接口。
所以，此次调用，目的就是创建了一个OkHttpClient，换句话说，这里的调用就是生产 Okhttp网络请求需要的请
求Call的，以备后面进行真正的网络请求。
2：在代码2处
网络请求需要在子线程中执行，那么就需要线程管理，所以就有了代码2的存在，深入源码后发现，这个地方就是运
用handler进行线程切换，当网络请求回来了进行线程切换，可以看下面的源码

static final class Android extends Platform {
  Android() {
   super(Build.VERSION.SDK_INT >= 24);
 }
  @Override public Executor defaultCallbackExecutor() {
   return new MainThreadExecutor();
 }
  static class MainThreadExecutor implements Executor {
   private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());
   @Override public void execute(Runnable r) {
    handler.post(r);
  }
 }
}

所以，此次调用，目的是构建一个用handler封装的Executor，以备后面进行网络请求成功后的线程切换用
3：在代码3处
设置默认CallAdapterFactory

在此添加的CallAdapterFactory属于系统默认的，当然，我们可以添加RxJavaCallAdapterFactory。默认的
CallAdapterFactory是 ExecutorCallAdapterFactory 类的对象，在Platform.java Class里面可以梳理出来

defaultCallAdapterFactory(Executor callbackExecutor) {
   return new ExecutorCallAdapterFactory(callbackExecutor);
}

所以构建的Retrofit都是用于进行后面请求的需要的内容的一个准备工作。也就是封装Okhttp需要的准备工作。

四： Retrofit构建 IxxxService 对象的过程
（Retrofit.create()）
看下面的代码：

ISharedListService sharedListService =  retrofit.create(ISharedListService.class);
Call<SharedListBean> sharedListCall = sharedListService.getSharedList(2,1);

上面两行代码需要连起来才能正确的被阅读，因为，在create里面是使用了动态代理的技术方案，而动态代理是运行
时生效的，当我们看到看到create的时候只
create的代码如下：

public <T> T create(final Class<T> service) {
  Utils.validateServiceInterface(service);
  if (validateEagerly) {
   eagerlyValidateMethods(service);
 }
  return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(), new Class<?>[] { service },
// 通过动态代理的方式生成具体的网络请求实体对象
    new InvocationHandler() { // 统一处理所有的请求方法
     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.
      if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
       return method.invoke(this, args);
     }
      if (platform.isDefaultMethod(method)) {
       return platform.invokeDefaultMethod(method, service, proxy, args);
     }
      // 根据方法生成一个ServiceMethod对象（内部会将生成的ServiceMethod放入在缓存中，
      //如果已经生成过则直接从缓存中获取）
      ServiceMethod<Object, Object> serviceMethod =
       (ServiceMethod<Object, Object>) loadServiceMethod(method); 
      // 根据ServiceMethod对象和请求参数生成一个OkHttpCall对象，这个OkHttpCall能够
      //调用OkHttp的接口发起网络请求
     OkHttpCall<Object> okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
      // 调用serviceMethod的callAdapter的adapt方法，并传入okHttpCall，返回一个对象，
      //这个的目的主要是为了适配返回类型，其内部会对OkhttpCall对象进行包装
      return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
    }
   });
}

1）Retrofit的create方法通过动态代理的模式，生成了实现了具体的网络请求接口的对象，并在InvocationHandler
的invoke方法中统一处理网络请求接口实体对象的方法；2）invoke方法会通过方法构造一个ServiceMethod对象，
并将其放入缓存中；3）然后根据ServiceMethod对象和网络请求的参数args去构造一个OkHttpCall对象；4）最后
调用serviceMethod的callAdapter的adapt方法，传入将OkHttpCall对象，callAdapter的目的主要是为了适配
OkHttpCall对象，其内部会对OkHttpCall对象进行包装，生成对应返回类型的对象。

4.1 动态代理
动态代理的原理主要是在运行时动态生成代理类，然后根据代理类生成一个代理对象，在这个代理对象的方法中中又
会调用InvocationHandler的invoke来转发对方法的处理。
那么大家一定要关注一个细节，我们在使用retrofit的时候，对每一个网络请求的产生都必须要先调用create函数，也
就是意味着，我们的请求都是通过代理类来进行处理的。但是代理类具体的代理行为是发生在哪里呢？很显然，他并
不是在create函数执行的时候，而是在使用具体的接口创建具体网络请求Call的时候，当调用具体网络请求Call的代
码示例如下：

Call<SharedListBean> sharedListCall = sharedListService.getSharedList(2,1);

在执行上面的代码的时候，它会走代理设计模式的InvocationHandler里面的invoke()函数，也就是所有的网络请求
在创建具体网络请求Call的时候，都会走Invoke，从而我们可以在invoke里面进行各种行为的统一处理，比如：接口
的统一配置，也就是注解的解读和网络请求参数的拼接。

4.2 ServiceMethod
大家先看看loadServiceMethod方法

ServiceMethod loadServiceMethod(Method method) {
 ServiceMethod result;
 synchronized (serviceMethodCache) {
// 为什么会缓存?为了效率
  result = serviceMethodCache.get(method);
  if (result == null) {
   result = new ServiceMethod.Builder(this, method).build();
   serviceMethodCache.put(method, result);
  }
 }
 return result;
}

loadServiceMethod首先会从缓存中获取ServiceMethod对象，如果没有，则通过Method和Retrofit对象构造一个
ServiceMethod对象，并将其放入缓存中。
[一个细节]

每一个method 都有一个自己的ServiceMethod，这就意味着ServiceMethod是属于函数的，而不是类的。也就是我
们定义的网络访问接口类，在接口类里面的每一个函数都会在反射阶段形成自己的serviceMethod。那么
ServiceMethod是什么呢？
ServiceMethod其实是用来存储一次网络请求的基本信息的，比如Host、URL、请求方法等，同时ServiceMethod还
会存储用来适配OkHttpCall对象的CallAdpater。ServiceMethod的build方法会解读传入的Method，首先
ServiceMethod会在CallAdpaterFactory列表中寻找合适的CallAdapter来包装OkHttpCall对象，这一步主要是根据
Method的返回参数来匹配的，比如如果方法的返回参数是Call对象，那么ServiceMethod就会使用默认的
CallAdpaterFactory来生成CallAdpater，而如果返回对象是RxJava的Obserable对象，则会使用
RxJavaCallAdapterFactory提供的CallAdpater。然后build方法会解读Method的注解，来获得注解上配置的网络请
求信息，比如请求方法、URL、Header等

public ServiceMethod build() {
   callAdapter = createCallAdapter(); // 查找能够适配返回类型的CallAdpater
   responseType = callAdapter.responseType();
   if (responseType == Response.class || responseType == okhttp3.Response.class) {
    throw methodError("'"
      + Utils.getRawType(responseType).getName()
      + "' is not a valid response body type. Did you mean ResponseBody?");
  }
   //设置请求的数据适配器converter
   responseConverter = createResponseConverter();
   // 解读方法的注解
   for (Annotation annotation : methodAnnotations) {
    parseMethodAnnotation(annotation);
  }
   if (httpMethod == null) {
    throw methodError("HTTP method annotation is required (e.g., @GET, @POST, etc.).");
  }
   if (!hasBody) {
    if (isMultipart) {
     throw methodError(
       "Multipart can only be specified on HTTP methods with request body (e.g.,
@POST).");
   }
    if (isFormEncoded) {
     throw methodError("FormUrlEncoded can only be specified on HTTP methods with "
       + "request body (e.g., @POST).");
   }
  }
   int parameterCount = parameterAnnotationsArray.length;
   parameterHandlers = new ParameterHandler<?>[parameterCount];
   for (int p = 0; p < parameterCount; p++) {
    Type parameterType = parameterTypes[p];
    if (Utils.hasUnresolvableType(parameterType)) {
     throw parameterError(p, "Parameter type must not include a type variable or
wildcard: %s",
       parameterType);
  }
    Annotation[] parameterAnnotations = parameterAnnotationsArray[p];
    if (parameterAnnotations == null) {
     throw parameterError(p, "No Retrofit annotation found.");
   }
    parameterHandlers[p] = parseParameter(p, parameterType, parameterAnnotations);
  }
   if (relativeUrl == null && !gotUrl) {
    throw methodError("Missing either @%s URL or @Url parameter.", httpMethod);
  }
   if (!isFormEncoded && !isMultipart && !hasBody && gotBody) {
    throw methodError("Non-body HTTP method cannot contain @Body.");
  }
   if (isFormEncoded && !gotField) {
    throw methodError("Form-encoded method must contain at least one @Field.");
  }
   if (isMultipart && !gotPart) {
    throw methodError("Multipart method must contain at least one @Part.");
  }
   return new ServiceMethod<>(this);
 }

4.3 okHttpCall

OkHttpCall<Object> okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);

我们知道，ServiceMethod封装了网络请求的基本信息，比如Host、URL等，我们根据ServiceMethod和请求参数
args就可以确定本次网络请求的所有信息了，OkHttpCall主要是将这些信息封装起来，并调用OkHttp的接口去发送
网络请求，这里，我们就将OkHttpCall看成是一个处理网络请求的类即可。
4.4 callAdapter
在retrofit中，invoke() 里面的最后一行代码，

return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);

那么我们可以设想一下为什么Retrofit还要设计一个CallAdapter接口呢？
先来说一个客观事实，Retrofit真正使用Okhttp进行网络请求的就是OkHttpCall这个类
曾提到了Call对象的创建是通过是通过ServiceMethod.adapt()完成的，这里在看看该方法的源码：
ServiceMethod.adapt()方法：

T adapt(Call<R> call) {
 return callAdapter.adapt(call);
}123

通过上述源码可知，最终Call对象是调用CallAdapter.adapt(Call)方法创建的，那么CallAdapter及具体的Call对象又
是如何生成的呢？
如果没有这个适配器模式，会出现什么情况？
很明显，没有适配器的时候此时我们网络请求的返回接口只能直接返回OkHttpCall，那么所有的网络请求都是用
okhttpCall进行，这样的话就失去了retrofit 封装网络请求call的意义了，譬如：rxjavaCallAdapterFactory 就没有办
法支持。
如果我们想要返回的不是Call呢？比如RxJava的Observable，这种情况下该怎么办呢？
适配器模式在此发挥了其应用的作用！！！
将网络请求的核心类OkHttpCall进行适配，你需要什么类型的数据就通过适配器适配，返回适配后的对象就是了。
正是这种CallApdate接口的设计，使得我们在使用Retrofit的时候可以自定义我们想要的返回类型。此接口的设计也
为RxJava的扩展使用做了很好的基础！！！
更多关于CallAdapter在retrofit中的实现细节，大家可以看我的其他的文章。

五： Retrofit网络请求操作小结
一般的Retrofit网络请求的操作是指 Call.excute() & Call.enqueue()的过程，这个过程才是真正的网络请求，因为，
网络配置，请求地址配置，Call适配，网络请求 requestBody &返回值responseBody转化适配准备工作都已经完成。

sharedListCall.enqueue(new Callback()...);
sharedListCall.excute();

在进行网络请求的执行的时候，基本上就是调用，ServiceMethod中设置的各个内容如：
1）OkHttpCall进行网络请求，实则是进行okhttp的网络请求;
2）利用 converter进行网络请求数据的转换，一般是Gson();
3）利用 rxjava observable构建 rxjava类型的责任链访问方案，并进行线程切换;
4) 如果没有rxjava的添加，那么就使用默认的callAdapter里面的callbackExecutor进行线程的切换
, 进行网络请求.
整体网络请求的流程图请看下图：

Retrofit原理_Retrofit