阿里二面：關(guān)于 Retrofit 你知道多少？

一、整體思路

從使用方法出發(fā)，首先是怎么使用，其次是我們使用的功能在內(nèi)部是如何實現(xiàn)的， 實現(xiàn)方案上有什么技巧，有什么范式。全文基本上是對 Retrofit 源碼的一個分析與 導讀，非常建議大家下載 Retrofit 源碼之后，跟著本文，過一遍源碼。

上圖知識匯總的PDF相關(guān)內(nèi)容后續(xù)GitHub更新,想沖擊金三銀四的小伙伴可以找找看看，歡迎star
（順手留下GitHub鏈接，需要獲取相關(guān)面試等內(nèi)容的可以自己去找）
https://github.com/xiangjiana/Android-MS
(VX：mm14525201314)

二、基本用例

2.1 創(chuàng)建 Retrofit 對象

  Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder() 
     .baseUrl("https://api.github.com/") 
     .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create()) 
     .build();

2.2 定義 API 并獲取 API 實例

  public interface GitHubService { 
    @GET("users/{user}/repos") 
    Call<List<Repo>> listRepos(@Path("user") String user); 
   }
  GitHubService github = retrofit.create(GitHubService.class);

先看定義，非常簡潔，也沒有什么特別之處，除了兩個注解：@GET和 @Path 。它們的用處稍后再分析，我們接著看創(chuàng)建 API 實 例： retrofit.create(GitHubService.class) 。這樣就創(chuàng)建了 API 實例了， 就可以調(diào)用 API 的方法發(fā)起 HTTP 網(wǎng)絡(luò)請求了，太方便了。 但 create 方法是怎么創(chuàng)建 API 實例的呢？

  public <T> T create(final Class<T> service) { 
    // 省略非關(guān)鍵代碼 
    return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(), 
       new Class<?>[] { service }, 
       new InvocationHandler() { 
         @Override 
         public Object invoke(Object proxy, Method method, Object ... args) 
            throws Throwable { 
         // 先省略實現(xiàn) 
         } 
      }); 
  }

創(chuàng)建 API 實例使用的是動態(tài)代理技術(shù)。

簡而言之，就是動態(tài)生成接口的實現(xiàn)類（當然生成實現(xiàn)類有緩存機制），并創(chuàng)建其 實例（稱之為代理），代理把對接口的調(diào)用轉(zhuǎn)發(fā)給 InvocationHandler 實例， 而在 InvocationHandler 的實現(xiàn)中，除了執(zhí)行真正的邏輯（例如再次轉(zhuǎn)發(fā)給真 正的實現(xiàn)類對象），我們還可以進行一些有用的操作，例如統(tǒng)計執(zhí)行時間、進行初 始化和清理、對接口調(diào)用進行檢查等。 為什么要用動態(tài)代理？因為對接口的所有方法的調(diào)用都會集中轉(zhuǎn)發(fā)到 InvocationHandler#invoke 函數(shù)中，我們可以集中進行處理，更方便了。你可 能會想，我也可以手寫這樣的代理類，把所有接口的調(diào)用都轉(zhuǎn)發(fā)到 InvocationHandler#invoke 呀，當然可以，但是可靠地自動生成豈不更方便？

2.3 調(diào)用 API 方法

獲取到 API 實例之后，調(diào)用方法和普通的代碼沒有任何區(qū)別：

  Call<List<Repo>> call = github.listRepos("square"); 
  List<Repo> repos = call.execute().body();

這兩行代碼就發(fā)出了 HTTP 請求，并把返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為了 List<Repo>，太方 便了！

現(xiàn)在我們來看看調(diào)用 listRepos 是怎么發(fā)出 HTTP 請求的。上面 Retrofit#create 方法返回時省略的代碼如下：

  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 n ormal invocation. 
            if (method.getDeclaringClass() == Object.class) { 
              return method.invoke(this, args); 
            }
            if (platform.isDefaultMethod(method)) { 
              return platform.invokeDefaultMethod(method, service, p roxy, args); 
            }
            ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method); 
            OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args); 
            return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall); 
            } 
   });

如果調(diào)用的是 Object 的方法，例如 equals， toString，那就直接調(diào)用。 如果是 default 方法（Java 8 引入），就調(diào)用 default 方法。這些我們都先不管，因 為我們在安卓平臺調(diào)用 listRepos ，肯定不是這兩種情況，那這次調(diào)用真正干活 的就是這三行代碼了（好好記住這三行代碼，因為接下來很長的篇幅都是在講它們 :) ）：

   ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method); 
   OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args); 
   return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);

在繼續(xù)分析這三行代碼之前,先看一個流程圖

這三行代碼基本就是對應(yīng)于流程圖中軸上部了， ServiceMethod ， build OkHttpCall， CallAdapter adapt。

2.4 ServiceMethod

ServiceMethod<T> 類的作用正如其 JavaDoc所言：

Adapts an invocation of an interface method into an HTTP call. 把對接口方法 的調(diào)用轉(zhuǎn)為一次 HTTP 調(diào)用。

一個 ServiceMethod 對象對應(yīng)于一個 API interface 的一個方 法， loadServiceMethod(method) 方法負責加載 ServiceMethod ：

  ServiceMethod loadServiceMethod(Method method) { 
     ServiceMethod result; 
     synchronized (serviceMethodCache) { 
        result = serviceMethodCache.get(method); 
        if (result == null) { 
            result = new ServiceMethod.Builder(this, method).build(); 
            serviceMethodCache.put(method, result); 
        }
   }
   return result; 
  }

這里實現(xiàn)了緩存邏輯，同一個 API 的同一個方法，只會創(chuàng)建一次。這里由于我們每 次獲取 API 實例都是傳入的 class 對象，而 class 對象是進程內(nèi)單例的，所 以獲取到它的同一個方法 Method 實例也是單例的，所以這里的緩存是有效的。

我們再看看 ServiceMethod 的構(gòu)造函數(shù)：

  ServiceMethod(Builder<T> builder) { 
    this.callFactory = builder.retrofit.callFactory(); 
    this.callAdapter = builder.callAdapter; 
    this.baseUrl = builder.retrofit.baseUrl(); 
    this.responseConverter = builder.responseConverter; 
    this.httpMethod = builder.httpMethod; 
    this.relativeUrl = builder.relativeUrl; 
    this.headers = builder.headers; 
    this.contentType = builder.contentType; 
    this.hasBody = builder.hasBody; 
    this.isFormEncoded = builder.isFormEncoded; 
    this.isMultipart = builder.isMultipart; 
    this.parameterHandlers = builder.parameterHandlers;
   }

成員很多，但這里我們重點關(guān)注四個成 員： callFactory， callAdapter ， responseConverter 和 parameterHandlers 。

1. callFactory 負責創(chuàng)建 HTTP 請求，HTTP 請求被抽象為了okhttp3.Call 類，它表示一個已經(jīng)準備好，可以隨時執(zhí)行的 HTTP 請求；
2. callAdapter 把 retrofit2.Call<T>轉(zhuǎn)為 T （注意和 okhttp3.Call 區(qū)分開來，retrofit2.Call<T>表示的是對一個 Retrofit 方法的調(diào)用），這個過程會發(fā)送一個 HTTP 請求，拿到服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)（通 過 okhttp3.Call實現(xiàn)），并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為聲明的 T 類型對象（通過 Converter<F, T> 實現(xiàn)）；
3. responseConverter 是 Converter<ResponseBody, T> 類型，負責把服 務(wù)器返回的數(shù)據(jù)（JSON、XML、二進制或者其他格式，由 ResponseBody封裝）轉(zhuǎn)化為 T 類型的對象；
4. parameterHandlers 則負責解析 API 定義時每個方法的參數(shù)，并在構(gòu)造 HTTP 請求時設(shè)置參數(shù)；

它們的使用稍后再分析，這里先看看它們的創(chuàng)建（代碼比較分散，就不貼太多代碼 了，大多是結(jié)論）：

2.4.1 callFactory

this.callFactory = builder.retrofit.callFactory()，所以 callFactory 實際上由 Retrofit 類提供，而我們在構(gòu)造 Retrofit 對象 時，可以指定 callFactory，如果不指定，將默認設(shè)置為一個 okhttp3.OkHttpClient。

2.4.2 callAdapter

  private CallAdapter<?> createCallAdapter() { 
    // 省略檢查性代碼 
    Annotation[] annotations = method.getAnnotations(); 
    try { 
      return 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); 
   }
  }

可以看到， callAdapter 還是由 Retrofit 類提供。在 Retrofit 類內(nèi)部， 將遍歷一個 CallAdapter.Factory 列表，讓工廠們提供，如果最終沒有工廠能 （根據(jù) returnType 和 annotations ）提供需要的 CallAdapter ，那將拋出 異常。而這個工廠列表我們可以在構(gòu)造 Retrofit 對象時進行添加。

2.4.3， responseConverter

  private Converter<ResponseBody, T> createResponseConverter() { 
    Annotation[] annotations = method.getAnnotations(); 
    try { 
     return retrofit.responseBodyConverter(responseType, annotati ons); 
    } catch (RuntimeException e) { 
     // Wide exception range because factories are user code. 
    throw methodError(e, "Unable to create converter for %s", re sponseType); 
    } 
  }

同樣， responseConverter 還是由 Retrofit 類提供，而在其內(nèi)部，邏輯和創(chuàng) 建 callAdapter 基本一致，通過遍歷 Converter.Factory列表，看看有沒有 工廠能夠提供需要的 responseBodyConverter。工廠列表同樣可以在構(gòu)造 Retrofit 對象時進行添加。

2.4.4 parameterHandlers

每個參數(shù)都會有一個 ParameterHandler ，由 ServiceMethod#parseParameter 方法負責創(chuàng)建，其主要內(nèi)容就是解析每個參數(shù) 使用的注解類型（諸如 Path ， Query ， Field 等），對每種類型進行單獨的 處理。構(gòu)造 HTTP 請求時，我們傳遞的參數(shù)都是字符串，那 Retrofit 是如何把我們 傳遞的各種參數(shù)都轉(zhuǎn)化為 String 的呢？還是由 Retrofit 類提供 converter！

Converter.Factory 除了提供上一小節(jié)提到的 responseBodyConverter，還提 供 requestBodyConverter 和 stringConverter，API 方法中除了 @Body 和 @Part 類型的參數(shù)，都利用 stringConverter 進行轉(zhuǎn)換，而 @Body 和 @Part 類型的參數(shù)則利用 requestBodyConverter 進行轉(zhuǎn)換。

這三種 converter 都是通過“詢問”工廠列表進行提供，而工廠列表我們可以在構(gòu)造 Retrofit 對象時進行添加。

2.4.5 工廠讓各個模塊得以高度解耦

上面提到了三種工廠： okhttp3.Call.Factory ， CallAdapter.Factory 和 Converter.Factory ，分別負責提供不同的模塊，至于怎么提供、提供何種模 塊，統(tǒng)統(tǒng)交給工廠，Retrofit 完全不摻和，它只負責提供用于決策的信息，例如參 數(shù)/返回值類型、注解等。

這不正是我們苦苦追求的高內(nèi)聚低耦合效果嗎？解耦的第一步就是面向接口編程， 模塊之間、類之間通過接口進行依賴，創(chuàng)建怎樣的實例，則交給工廠負責，工廠同 樣也是接口，添加（Retrofit doc 中使用 install 安裝一詞，非常貼切）怎樣的工 廠，則在最初構(gòu)造 Retrofit 對象時決定，各個模塊之間完全解耦，每個模塊只 專注于自己的職責，全都是套路，值得反復(fù)玩味、學習與模仿。

除了上面重點分析的這四個成員， ServiceMethod 中還包含了 API 方法的 url 解 析等邏輯，包含了眾多關(guān)于泛型和反射相關(guān)的代碼，有類似需求的時候，也非常值 得學習模仿

2.5 OkHttpCall

終于把 ServiceMethod 看了個大概，接下來我們看看 OkHttpCall 。 OkHttpCall 實現(xiàn)了 retrofit2.Call ，我們通常會使用它的 execute() 和 enqueue(Callback<T> callback) 接口。前者用于同步執(zhí)行 HTTP 請求，后者 用于異步執(zhí)行。

2.5.1，先看 execute()

  @Override 
  public Response<T> execute() throws IOException { 
    okhttp3.Call call; 
    synchronized (this) { 
     // 省略部分檢查代碼 

    call = rawCall;
    if (call == null) { 
      try { 
        call = rawCall = createRawCall(); 
      } catch (IOException | RuntimeException e) { 
        creationFailure = e; 
        throw e; 
     } 
    } 
  }
   return parseResponse(call.execute()); 
   ......
 }

主要包括三步：

1. 創(chuàng)建 okhttp3.Call ，包括構(gòu)造參數(shù)；
2. 執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請求；
3. 解析網(wǎng)絡(luò)請求返回的數(shù)據(jù)；

createRawCall() 函數(shù)中，我們調(diào)用了 serviceMethod.toRequest(args) 來創(chuàng)建 okhttp3.Request ，而在后者中，我們之前準備好的 parameterHandlers 就派上了用場。

然后我們再調(diào)用 serviceMethod.callFactory.newCall(request) 來創(chuàng)建 okhttp3.Call ，這里之前準備好的 callFactory 同樣也派上了用場，由于工 廠在構(gòu)造 Retrofit 對象時可以指定，所以我們也可以指定其他的工廠（例如使 用過時的 HttpURLConnection 的工廠），來使用其它的底層 HttpClient 實現(xiàn)。

我們調(diào)用 okhttp3.Call#execute() 來執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)請求，這個方法是阻塞的，執(zhí)行 完畢之后將返回收到的響應(yīng)數(shù)據(jù)。收到響應(yīng)數(shù)據(jù)之后，我們進行了狀態(tài)碼的檢查， 通過檢查之后我們調(diào)用了 serviceMethod.toResponse(catchingBody) 來把響 應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為了我們需要的數(shù)據(jù)類型對象。在 toResponse 函數(shù)中，我們之前準 備好的 responseConverter 也派上了用場。

好了，之前準備好的東西都派上了用場，還好沒有白費 :)

2.5.2 再看 enqueue(Callback<T> callback)

這里的異步交給了 okhttp3.Call#enqueue(Callback responseCallback) 來 實現(xiàn)，并在它的 callback 中調(diào)用 parseResponse 解析響應(yīng)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給傳入 的 callback。

2.6 CallAdapter

終于到了最后一步了， CallAdapter<T>#adapt(Call<R> call) 函數(shù)負責把 retrofit2.Call<R> 轉(zhuǎn)為 T 。這里 T 當然可以就是 retrofit2.Call<R> ，這時我們直接返回參數(shù)就可以了，實際上這正是 DefaultCallAdapterFactory創(chuàng)建的 CallAdapter 的行為。至于其他類型的 工廠返回的 CallAdapter 的行為，這里暫且不表，后面再單獨分析。

至此，一次對 API 方法的調(diào)用是如何構(gòu)造并發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請求、以及解析返回數(shù)據(jù)，這 整個過程大致是分析完畢了。對整個流程的概覽非常重要，結(jié)合 stay 畫的流程圖， 應(yīng)該能夠比較輕松地看清整個流程了。

雖然我們還沒分析完，不過也相當于到了萬里長征的遵義，終于可以舒一口氣了 :)

三、retrofit-adapters 模塊

retrofit 模塊內(nèi)置了 DefaultCallAdapterFactory 和 ExecutorCallAdapterFactory ，它們都適用于 API 方法得到的類型為 retrofit2.Call 的情形，前者生產(chǎn)的 adapter 啥也不做，直接把參數(shù)返回，后 者生產(chǎn)的 adapter 則會在異步調(diào)用時在指定的 Executor 上執(zhí)行回調(diào)。

retrofit-adapters 的各個子模塊則實現(xiàn)了更多的工 廠： GuavaCallAdapterFactory ， Java8CallAdapterFactory 和 RxJavaCallAdapterFactory 。這里我主要分析 RxJavaCallAdapterFactory ，下面的內(nèi)容就需要一些 RxJava 的知識了，不過 我想使用 Retrofit 的你，肯定也在使用RxJava :)

RxJavaCallAdapterFactory#get 方法中對返回值的類型進行了檢查，只支持 rx.Single ， rx.Completable 和 rx.Observable ，這里我主要關(guān)注對 rx.Observable 的支持。

RxJavaCallAdapterFactory#getCallAdapter 方法中對返回值的泛型類型進行 了進一步檢查，例如我們聲明的返回值類型為 Observable<List<Repo>>，泛型 類型就是 List<Repo> ，這里對 retrofit2.Response 和retrofit2.adapter.rxjava.Result 進行了特殊處理，有單獨的 adapter 負責 進行轉(zhuǎn)換，其他所有類型都由 SimpleCallAdapter負責轉(zhuǎn)換。

那我們就來看看 SimpleCallAdapter#adapt ：

  @Override 
  public <R> Observable<R> adapt(Call<R> call) { 
    Observable<R> observable = Observable.create(new CallOnSubscri be<>(call)) 
       .lift(OperatorMapResponseToBodyOrError.<R>instance()); if (scheduler != null) { 
      return observable.subscribeOn(scheduler); 
    }
    return observable; 
  }

這里創(chuàng)建了一個 Observable ，它的邏輯由 CallOnSubscribe 類實現(xiàn)，同時使 用了一個 OperatorMapResponseToBodyOrError 操作符，用來把 retrofit2.Response 轉(zhuǎn)為我們聲明的類型，或者錯誤異常類型。

我們接著看 CallOnSubscribe#call ：

  @Override 
  public void call(final Subscriber<? super Response<T>> subscribe r) {
    // Since Call is a one-shot type, clone it for each new subscr iber. 
    Call<T> call = originalCall.clone(); 
   // Wrap the call in a helper which handles both unsubscription and backpressure. 
   RequestArbiter<T> requestArbiter = new  RequestArbiter<>(call, subscriber); 
   subscriber.add(requestArbiter); 
   subscriber.setProducer(requestArbiter); 
  }

代碼很簡短，只干了三件事：

1. clone 了原來的 call，因為 okhttp3.Call 是只能用一次的，所以每次都是 新 clone 一個進行網(wǎng)絡(luò)請求；
2. 創(chuàng)建了一個叫做 RequestArbiter 的 producer，別被它的名字嚇懵了，它就 是個 producer；
3. 把這個 producer設(shè)置給 subscriber；

簡言之，大部分情況下 Subscriber 都是被動接受 Observable push 過來的數(shù)據(jù)， 但要是 Observable 發(fā)得太快，Subscriber 處理不過來，那就有問題了，所以就有 了一種 Subscriber 主動 pull 的機制，而這種機制就是通過 Producer 實現(xiàn)的。給 Subscriber 設(shè)置 Producer 之后（通過 Subscriber#setProducer 方法）， Subscriber 就會通過 Producer 向上游根據(jù)自己的能力請求數(shù)據(jù)（通過 Producer#request 方法），而 Producer 收到請求之后（通常都是 Observable 管理 Producer，所以“相當于”就是 Observable 收到了請求），再根據(jù)請求的量給 Subscriber 發(fā)數(shù)據(jù)。

那我們就看看 RequestArbiter#request：

  @Override 
  public void request(long n) { 
     if (n < 0) throw new IllegalArgumentException("n < 0: " + n); 
     if (n == 0) return; // Nothing to do when requesting 0. 
     if (!compareAndSet(false, true)) return; // Request was alread y triggered. 
     try { 
       Response<T> response = call.execute(); 
       if (!subscriber.isUnsubscribed()) { 
         subscriber.onNext(response); 
       } 
     } catch (Throwable t) { 
       Exceptions.throwIfFatal(t); 
       if (!subscriber.isUnsubscribed()) { 
         subscriber.onError(t); 
       }
       return; 
     }

    if (!subscriber.isUnsubscribed()) { 
       subscriber.onCompleted(); 
    } 
   }

producer 相關(guān)的邏輯非常簡單，這里就不在贅述。實際干活的邏輯就是執(zhí)行 call.execute() ，并把返回值發(fā)送給下游。

而 OperatorMapResponseToBodyOrError#call 也相當簡短：

  @Override 
  public Subscriber<? super Response<T>> call(final Subscriber<? s uper T> child) { 
    return new Subscriber<Response<T>>(child) { 
       @Override 
       public void onNext(Response<T> response) { 
         if (response.isSuccessful()) { 
          child.onNext(response.body()); 
         } else { 
          child.onError(new HttpException(response)); 
        } 
      }

      @Override 
      public void onCompleted() { 
         child.onCompleted(); 
      }

      @Override
      public void onError(Throwable e) { 
         child.onError(e); 
      } 
    }; 
  }

關(guān)鍵就是調(diào)用了 response.body() 并發(fā)送給下游。這里， body() 返回的就是 我們聲明的泛型類型了，至于 Retrofit 是怎么把服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為我們聲明的 類型的，這就是 responseConverter 的事了，還記得嗎？

最后看一張返回 Observable 時的調(diào)用棧：

執(zhí)行路徑就是：

1. Observable.subscribe ，觸發(fā) API 調(diào)用的執(zhí)行；
2. CallOnSubscribe#call ，clone call，創(chuàng)建并設(shè)置 producer；
3. RequestArbiter#request ，subscriber 被設(shè)置了 producer 之后最終調(diào)用 request，在 request 中發(fā)起請求，把結(jié)果發(fā)給下游；
4. OperatorMapResponseToBodyOrError$1#onNext ，把 response的 body 發(fā) 給下游；
5. 最終就到了我們subscribe 時傳入的回調(diào)里面了；

四、retrofit-converters 模塊

retrofit 模塊內(nèi)置了 BuiltInConverters ，只能處理 ResponseBody ， RequestBody 和 String 類型的轉(zhuǎn)化（實際上不需要轉(zhuǎn)）。而 retrofit- converters 中的子模塊則提供了 JSON，XML，ProtoBuf 等類型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換功能， 而且還有多種轉(zhuǎn)換方式可以選擇。這里我主要關(guān)注 GsonConverterFactory 。

代碼非常簡單：

  @Override 
  public Converter<ResponseBody, ?> responseBodyConverter(Type typ e, Annotation[] annotations, Retrofit retrofit) { 
    TypeAdapter<?> adapter = gson.getAdapter(TypeToken.get(type)); 
    return new GsonResponseBodyConverter<>(gson, adapter); 
  }

  final class GsonResponseBodyConverter<T> implements Converter<Re sponseBody, T> { 
    private final Gson gson; 
    private final TypeAdapter<T> adapter; 

    GsonResponseBodyConverter(Gson gson, TypeAdapter<T> adapter) { 
      this.gson = gson; 
      this.adapter = adapter; 
    }

    @Override public T convert(ResponseBody value) throws IOExcept ion {
      JsonReader jsonReader = gson.newJsonReader(value.charStream( )); 
      try { 
        return adapter.read(jsonReader); } finally { 
           value.close(); 
           } 
       } 
  }

根據(jù)目標類型，利用 Gson#getAdapter 獲取相應(yīng)的 adapter，轉(zhuǎn)換時利用 Gson 的 API 即可。

上圖知識匯總的PDF相關(guān)內(nèi)容后續(xù)GitHub更新,想沖擊金三銀四的小伙伴可以找找看看，歡迎star
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