Retrofit2 源码解析 - 润新知

Retrofit2 源码解析
原文链接：http://bxbxbai.github.io/2015/12/13/retrofit2-analysis/

公司里最近做的项目中网络框架用的就是Retrofit，用的多了以后觉得这个框架真的非常好用，然后抽了点时间debug了一下源码，觉得不光代码写的非常好，而且设计这个框架的思路都非常特别，收获很多，决定记录下来

本文的源码分析基于Retrofit 2.0，和Retrofit 1.0有较大的不同，本文主要分为几部分：0、Retrofit 是什么，1、Retrofit 怎么用，2、Retrofit的原理是什么，3、一些总结

下面说的Retrofit全部指Retrofit 2

0 Retrofit是什么

来自Retrofit官网的介绍：

A type-safe HTTP client for Android and Java

简单的说它是一个HTTP请求工具，和Google开发的Volley功能上非常相似，这里有Volley的源码解析，但是使用上很不相似。Retrofit使用起来更简单，Volley使用上更加原始而且符合使用者的直觉，其实我觉得如果对自己Volley封装一下也可以像Retrofit那样的简单的使用

关于Volley的使用方法，请戳上面的Volley源码解析链接，这里就不赘述了

1 Retrofit怎么用

虽然Retrofit官网已经说明了，我还是要按照我的思路说一下它的使用方法

比如你要请求这么一个api：

https://api.github.com/repos/{owner}/{repo}/contributors

查看github上某个repo的contributors，首先你要这样建一个接口：
```
public interface GitHub {
    @GET("/repos/{owner}/{repo}/contributors")
    Call<List<Contributor>> contributors(
        @Path("owner") String owner,
        @Path("repo") String repo);
}
```
然后你还需要创建一个Retrofit对象：
```
public static final String API_URL = "https://api.github.com";

// Create a very simple REST adapter which points the GitHub API.
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
    .baseUrl(API_URL)
    .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
    .build();
```
再用这个Retrofit对象创建一个GitHub对象：
```
// Create an instance of our GitHub API interface.
GitHub github = retrofit.create(GitHub.class);

// Create a call instance for looking up Retrofit contributors.
Call<List<Contributor>> call = github.contributors("square", "retrofit");
```
最后你就可以用这个Githb对象获得数据了：
```
// Fetch and print a list of the contributors to the library.
call.enqueue(new Callback<List<Contributor>>() {
    @Override
    public void onResponse(Response<List<Contributor>> response) {
        for (Contributor contributor : response.body()) {
            System.out.println(contributor.login + " (" + contributor.contributions + ")");
        }
    }
    @Override
    public void onFailure(Throwable t) {
    }
});
```
这个使用方式看上去和Volley的方式完全不一样，使用Volley时你必须先创建一个Request对象，包括这个请求的Method，Url，Url的参数，以及一个请求成功和失败的Listener，然后把这个请求放到RequestQueue中，最后NetworkDispatcher会请求服务器获得数据。而Retrofit只要创建一个接口就可以了，太不可思议了！！

而我要说，其实这两种方式本质上是一样的，只是这个框架描述HTTP请求的方式不一样而已。因此，你可以发现上面的Github接口其实就是Retrofit对一个HTTP请求的描述

2 Retrofit的原理

Volley描述一个HTTP请求是需要创建一个Request对象，而执行这个请求呢，就是把这个请求对象放到一个队列中，让网络线程去处理。

Retrofit是怎么做的呢？答案就是Java的动态代理

动态代理

当开始看Retrofit的代码，我对下面这句代码感到很困惑：
```
// Create an instance of our GitHub API interface.
GitHub github = retrofit.create(GitHub.class);
```
我给Retrofit对象传了一个Github接口的Class对象，怎么又返回一个Github对象呢？进入create方法一看，没几行代码，但是我觉得这几行代码就是Retrofit的精妙的地方：
```
/** Create an implementation of the API defined by the {@code service} interface. */
@SuppressWarnings("unchecked") // Single-interface proxy creation guarded by parameter safety.
public <T> T create(final Class<T> service) {
  Utils.validateServiceInterface(service);
  if (validateEagerly) {
      eagerlyValidateMethods(service);
  }
  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 normal invocation.
        if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
          return method.invoke(this, args);
        }
        if (platform.isDefaultMethod(method)) {
          return platform.invokeDefaultMethod(method, service, proxy, args);
        }
        return loadMethodHandler(method).invoke(args);
      }
    });
}
```
看，create方法重要就是返回了一个动态代理对象。那么问题来了...

动态代理是个什么东西？

看Retrofit代码之前我知道Java动态代理是一个很重要的东西，比如在Spring框架里大量的用到，但是它有什么用呢？

Java动态代理就是Java开发给了开发人员一种可能：当你要调用某个类的方法前，插入你想要执行的代码

比如你要执行某个操作前，你必须要判断这个用户是否登录，或者你在付款前，你需要判断这个人的账户中存在这么多钱。这么简单的一句话，我相信可以把一个不懂技术的人也讲明白Java动态代理是什么东西了。

为什么要使用动态代理

你看上面代码，获取数据的代码就是这句:
```
// Create a call instance for looking up Retrofit contributors.
Call<List<Contributor>> call = github.contributors("square", "retrofit");
```
上面github对象其实是一个动态代理对象，并不是一个真正的Githb接口的implements对象，当github对象调用contributors方法时，执行的是动态代理方法（你debug一下就知道了）

此时，动态代理发挥了它的作用，你看上去是调用了contributors方法，其实此时Retrofit把Github接口翻译成一个HTTP请求，也就是Retrofit中的MethodHandler对象，这个对象中包含了：
- OkHttpClient：发送网络请求的工具
- RequestFactory：类似于Volley中的Request，包含了HTTP请求的Url、Header信息，MediaType、Method以及RequestAction数组
- CallAdapter：HTTP请求返回数据的类型
- Converter：数据转换器
嗯，简单来说，Retrofit就是在你调用Call<List<Contributor>> call = github.contributors("square", "retrofit");后为你生成了一个Http请求，然后，你调用call.enqueue方法时就发送了这个请求，然后你就可以处理Response的数据了，从原理上讲，就是这样的。如果要再往细节处说，就可以再说很多了

3 Retrofit的源码分析

想要弄清楚Retrofit的细节，先来看一下Retrofit源码的组成：
1. 一个retrofit2.http包，里面全部是定义HTTP请求的注解，比如GET、POST、PUT、DELETE、Headers、Path、Query等等
2. 余下的retrofit2包中十几个类和接口就是全部retrofit的代码了，代码真的很少，很简单，因为retrofit把网络请求这部分功能全部交给了okHttp了
Retrofit接口

我觉得你你必须要知道下面接口的含义

Callback<T>

这个接口就是retrofit请求数据返回的接口，只有两个方法
- void onResponse(Response<T> response);
- void onFailure(Throwable t);
Converter<F, T>

这个接口主要的作用就是将HTTP返回的数据解析成Java对象，主要由Xml、Gson、protobuf等等，你可以在创建Retrofit对象时添加你需要使用的Converter实现（看上面创建Retrofit对象的代码）

Call<T>

这个接口主要的作用就是发送一个HTTP请求，Retrofit默认的实现是OkHttpCall<T>，你可以根据实际情况实现你自己的Call类，这个设计和Volley的HttpStack接口设计的思想非常相似，子类可以实现基于HttpClient或HttpUrlConnetction的HTTP请求工具，这种设计非常的插件化，而且灵活

CallAdapter<T>

上面说到过，CallAdapter中属性只有responseType一个，还有一个<R> T adapt(Call<R> call)方法，这个接口的实现类也只有一个，DefaultCallAdapter。这个方法的主要作用就是将Call对象转换成另一个对象，可能是为了支持RxJava才设计这个类的吧

Retrofit的运行

刚才讲到GitHub github = retrofit.create(GitHub.class);代码返回了一个动态代理对象，而执行Call<List<Contributor>> call = github.contributors("square", "retrofit");代码时返回了一个OkHttpCall对象，拿到这个Call对象才能执行HTTP请求

其中后一句代码执行了一个非常复杂的过程

当执行了contributors方法时，Retrofit其实是执行了动态代理的InvocationHandler对象，最后会创建一个MethodHandler对象，这个对象很重要
```
static MethodHandler<?> create(Retrofit retrofit, Method method) {
    CallAdapter<Object> callAdapter = (CallAdapter<Object>) createCallAdapter(method, retrofit);
    Type responseType = callAdapter.responseType();
    Converter<ResponseBody, Object> responseConverter =
        (Converter<ResponseBody, Object>) createResponseConverter(method, retrofit, responseType);
    RequestFactory requestFactory = RequestFactoryParser.parse(method, responseType, retrofit);

    return new MethodHandler<>(retrofit.client(), requestFactory, callAdapter, responseConverter);
}
```
上面代码就是创建一个MethodHandler对象，一个MethodHandler对象中包含了4个对象

0. OkHttpClient

这个是Retrofit默认生成的

1. RequestFactory：

通过RequestFactoryParser.parse(method, responseType, retrofit);生成，主要作用就是解析整个Http请求的所有数据

主要原理就是解析一个接口，比如上面的Github接口，结果就是得到整个Http请求全部的信息，还会通过@Path和@Query注解拼接Url

不细讲了，全部代码都在retrofit.RequestFactoryParser类中

2. CallAdapter

获取CallAdapter的代码如下：
```
private static CallAdapter<?> createCallAdapter(Method method, Retrofit retrofit) {
  Type returnType = method.getGenericReturnType();
  if (Utils.hasUnresolvableType(returnType)) {
    throw Utils.methodError(method,
      "Method return type must not include a type variable or wildcard: %s", returnType);
  }
  if (returnType == void.class) {
    throw Utils.methodError(method, "Service methods cannot return void.");
  }
  Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
  try {
    return retrofit.callAdapter(returnType, annotations);
  } catch (RuntimeException e) { // Wide exception range because factories are user code.
    throw Utils.methodError(e, method, "Unable to create call adapter for %s", returnType);
  }
}
```
你可以在创建Retrofit对象时，添加你想要的CallAdapter，而获取CallAdapter的方式也是从Retrofit对象中获取

默认的DefaultCallAdapter几乎没有上面作用，基本和动画里面的LinearInterpolator差不多

3. Converter

获得Converter对象和上面的原理几乎一样
```
private static Converter<ResponseBody, ?> createResponseConverter(Method method,
  Retrofit retrofit, Type responseType) {
  Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
  try {
    return retrofit.responseBodyConverter(responseType, annotations);
  } catch (RuntimeException e) { // Wide exception range because factories are user code.
    throw Utils.methodError(e, method, "Unable to create converter for %s", responseType);
  }
}
```
创建这4个对象的目的就是为了执行下面这句代码
```
Object invoke(Object... args) {
  return callAdapter.adapt(new OkHttpCall<>(client, requestFactory, responseConverter, args));
}
```
这个也就是github.contributors("square", "retrofit");返回的Call对象

最后你调用Call对象的execute()或enqueue(Callback<T> callback)方法，就能发送一个Http请求了

只不过前一种方式是同步的，后一种是异步的，也就是说Retrofit提供了同步和异步两种HTTP请求方式

你可能会觉得我只要发送一个HTTP请求，你要做这么多事情不会很“慢”吗？不会很浪费性能吗？

我觉得，首先现在手机处理器主频非常高了，解析这个接口可能就花1ms可能更少的时间（我没有测试过），面对一个HTTP本来就需要几百ms，甚至几千ms来说不值得一提；而且Retrofit会对解析过的请求进行缓存，就在Map<Method, MethodHandler<?>> methodHandlerCache这个对象中

4 最后

Retrofit非常巧妙的用注解来描述一个HTTP请求，将一个HTTP请求抽象成一个Java接口，然后用了Java动态代理的方式，动态的将这个接口的注解“翻译”成一个HTTP请求，最后再执行这个HTTP请求

Retrofit的功能非常多的依赖Java反射，代码中其实还有很多细节，比如异常的捕获、抛出和处理，大量的Factory设计模式（为什么要这么多使用Factory模式？）

Retrofit中接口设计的恰到好处，在你创建Retrofit对象时，让你有更多更灵活的方式去处理你的需求，比如使用不同的Converter、使用不同的CallAdapter，这也就提供了你使用RxJava来调用Retrofit的可能

我也慢慢看了Picasso和Retrofit的代码了，收获还是很多的，也更加深入的理解面向接口的编程方法，这个写代码就是好的代码就是依赖接口而不是实现最好的例子

好感谢开源的世界，让我能读到大牛的代码。我一直觉得一个人如果没有读过好的代码是不太可能写出好代码的。什么是好的代码？像Picasso和Retrofit这样的就是好的代码，扩展性强、低耦合、插件化

文／白瓦力（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/c1a3a881a144
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权，并标注“简书作者”。
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