Android高工：okhttp原理详解，搞懂了直接去虐面试官~

Posted 2021-08-21 River_ly

作者：小红军storm

一、okhttp工作的大致流程

1.1、整体流程

1. 当我们通过OkhttpClient创建一个Call，并发起同步或异步请求时；
2. okhttp会通过Dispatcher对我们所有的RealCall（Call的具体实现类）进行统一管理，并通过execute()及enqueue()方法对同步或异步请求进行处理；
3. execute()及enqueue()这两个方法会最终调用RealCall中的getResponseWithInterceptorChain()方法，从拦截器链中获取返回结果；
4. 拦截器链中，依次通过RetryAndFollowUpInterceptor（重定向拦截器）、BridgeInterceptor（桥接拦截器）、CacheInterceptor（缓存拦截器）、ConnectInterceptor（连接拦截器）、CallServerInterceptor（网络拦截器）对请求依次处理，与服务的建立连接后，获取返回数据，再经过上述拦截器依次处理后，最后将结果返回给调用方。

提供两张图便于理解和记忆：

这张图只画出了请求流程，没有数据返回流程，后期会处理。

1.2、各大拦截器的原理解析

• 1.2.1、RetryAndFollowUpInterceptor：负责重定向

构建一个StreamAllocation对象，然后调用下一个拦截器获取结果，从返回结果中获取重定向的request，如果重定向的request不为空的话，并且不超过重定向最大次数的话就进行重定向，否则返回结果。

注意：这里是通过一个while（true）的循环完成下一轮的重定向请求。

（1）、StreamAllocation为什么在第一个拦截器中就进行创建？

便于取消请求以及出错释放资源。

（2）、StreamAllocation的作用是什么？

StreamAllocation负责统筹管理Connection、Stream、Call三个实体类，具体就是为一个Call（Realcall），寻找（ findConnection() ）一个Connection（RealConnection），获取一个Stream（HttpCode）。

• 1.2.2、BridgeInterceptor

负责将原始Requset转换给发送给服务端的Request以及将Response转化成对调用方友好的Response。

具体就是对request添加Content-Type、Content-Length、cookie、Connection、Host、Accept-Encoding等请求头以及对返回结果进行解压、保持cookie等。

• 1.2.3、CacheInterceptor

CacheInterceptor：负责读取缓存以及更新缓存。

在请求阶段：

1. 读取候选缓存cacheCandidate；
2. 根据originOequest和cacheresponse创建缓存策略CacheStrategy；
3. 根据缓存策略，来决定是否使用网络或者使用缓存或者返回错误。
   具体的的缓存策略就是http的缓存策略，详见下图：在结果返回阶段：负责将网络结果进行缓存（使用于DiskLruCache）。

强制缓存：当客户端第一次请求数据时，服务端返回了缓存的过期时间（Expires与Cache-Control），没有过期就可以继续使用缓存，否则则不适用，无需再向服务端询问。

对比缓存：当客户端第一次请求数据时，服务端会将缓存标识（Etag/If-None-Match与
Last-Modified/If-Modified-Since）与数据一起返回给客户端，客户端将两者都备份到缓存中 ，再次请求数据时，客户端将上次备份的缓存标识发送给服务端，服务端根据缓存标识进行判断，如果返回304，则表示缓存可用，如果返回200，标识缓存不可用，使用最新返回的数据。ETag是用资源标识码标识资源是否被修改，Last-Modified是用时间戳标识资源是否被修改。ETag优先级高于Last-Modified。

• 1.2.4、ConnectInterceptor：负责与服务器建立连接

使用
StreamAllocation.newStream来和服务端建立连接，并返回输入输出流（HttpCodec），实际上是通过StreamAllocation中的findConnection寻找一个可用的Connection，然后调用Connection的connect方法，使用socket与服务端建立连接。

• 1.2.5、CallServerInterceptor：负责从服务器读取响应的数据

主要的工作就是把请求的Request写入到服务端，然后从服务端读取Response。

1. 写入请求头
2. 写入请求体
3. 读取响应头
4. 读取响应体

二、连接池原理

由于HTTP是基于TCP，TCP连接时需要经过三次握手，为了加快网络访问速度，我们可以Reuqst的header中将Connection设置为keepalive来复用连接。

Okhttp支持5个并发KeepAlive，默认链路生命为5分钟(链路空闲后，保持存活的时间)，连接池有ConectionPool实现，对连接进行回收和管理。

2.1、连接池的清理

ConectionPool在内部使用一个异步线程来清理连接。

当连接池中有连接时：清理任务由cleanup()方法完成，首先执行清理，并返回下次需要清理的间隔时间，调用调用wait() 方法释放锁。等时间到了以后，再次进行清理，并返回下一次需要清理的时间间隔，再次进入wait，以此循环往复。

当连接池中没有连接时：cleanup()返回-1，跳出循环，下次有连接加进来时，再次开启线程进行循环清理。

之所以连接池线程可以跳出循环，是因为，他是子线程，而looper选择一直阻塞是因为他是主线程，如果跳出，程序执行结束。

1. 首先统计空闲连接数量；
2. 然后通过for循环查找最长空闲时间的连接以及对应空闲时长；
3. 然后判断这个最长空闲时间的连接是否超出最大空闲连接数或者或者超过最大空闲时间，满足其一则清除最长空闲的连接。如果不满足清理条件，则返回一个对应等待时间。

这个对应等待的时间又分二种情况：

1. 有空闲连接：则返回：keepAliveDurationNs-longestIdleDurationNs;
2. 没有空闲的连接，则返回：keepAliveDurationNs

注意：清除一个空闲连接后，会返回0，再次立即开始清理。

如何统计空闲连接呢？

StreamAllocation创建或者复用一个Connection后，会将自己添加到Connection的connection.allocations列表中，数据读取完毕之后，会将自己从Connection的connection.allocations中移除，所以判读一个Connection是否是空闲连接可以采用引用计数法，判断connection.allocations列表中是否有StreamAllocation，如果没有就是空闲连接，否则不是。

三、OkHttp中Dispatcher和线程池

3.1、OkHttp中线程池

public synchronized ExecutorService executorService() {
    if (executorService == null) {
      executorService = new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE, 60, TimeUnit.SECONDS,
          new SynchronousQueue<Runnable>(), Util.threadFactory("OkHttp Dispatcher", false));
    }
    return executorService;
  }

OkHttp中的线程池是一个 newCachedThreadPool。

所以在 OkHttp 中线程池只是一个辅助作用，仅仅是用来做线程缓存，便于复用的。

真正控制请求并发数量和执行时机是通过调度器 Dispatcher 完成的。

3.2、OkHttp中Dispatcher

• RealCall.execute

先将RealCall加入Dispatcher的runningSyncCalls队列，然后调用
getResponseWithInterceptorChain获取Response，最后调用Dispatcher的finished方法，将自身从runningSyncCalls移除，然后进行轮询readyAsyncCalls队列，取出ready的异步任务在满足条件的情况下进行执行。

• RealCall.enqueue

如果当前正在执行的RealCall的数量小于最大并发数maxRequest(64)，并且该call对应的Host上的call小于同一host上的最大并发数maxRequestsPerHos(5)，则将该call加入runningAsyncCalls，并将这个call放到线程池中进行执行，否则加入readyAsyncCall排队等待。

• 注意：

同步请求和异步请求执行完成之后，都会调用dispatcher的finished方法，将自身从对应的队列中移除，然后进行轮询readyAsyncCalls队列，取出ready的异步任务在满足条件下放到线程池中执行。

• Dispatcher.中的并发数量及三个队列的作用

maxRequests = 64 // 最大并发请求数为64

maxRequestsPerHost = 5 //每个主机最大请求数为5

ExecutorService executorService //消费者池（也就是线程池）

Deque readyAsyncCalls：// 异步的缓存，正在准备被消费的（用数组实现，可自动扩容，无大小限制）

Deque runningAsyncCalls //正在运行的 异步的任务集合，仅仅是用来引用正在运行的任务以判断并发量，注意它并不是消费者缓存

Deque runningSyncCalls //正在运行的，同步的任务集合。仅仅是用来引用正在运行的同步任务以判断并发量

四、OkHttp中的设计模式

责任链模式：拦截器链

单例模式：线程池

观察者模式：各种回调监听

策略模式：缓存策略

Builder模式：OkHttpClient的构建过程

外观模式：OkHttpClient封装了很多类对象

工厂模式：Socket的生产

五、OkHttp的优势

5.1、功能方面：

功能全面，满足了网络请求的大部分需求。

5.2、网络优化方面：

1. 内置连接池，支持连接复用
2. 支持gzip压缩响应体
3. 通过缓存避免重复的请求
4. 支持http2，对一台机器的所有请求共享同一个socket

5.3、扩展性方面：

拦截器模式使得我们很容易使得我们很容易添加一个自定义拦截器对请求和返回结果进行处理。

最后

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