Retrofit2 源码解析
原文链接：http://bxbxbai.github.io/2015/12/13/retrofit2-analysis/
开发Android App肯定会使用Http请求与服务器通信，上传或下载数据等。目前开源的Http请求工具也有很多，比如Google开发的Volley，loopj的Android Async Http，Square开源的OkHttp或者Retrofit等。
我觉得Retrofit 无疑是这几个当中最好用的一个，设计这个库的思路很特别而且巧妙。Retrofit的代码很少，花点时间读它的源码肯定会收获很多
本文的源码分析基于Retrofit 2，和Retrofit 1.0的Api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、我的心得与看法
0 Retrofit是什么
来自Retrofit官网的介绍：
A type-safe HTTP client for Android and Java
简单的说它是一个基于OkHttp的RESTFUL Api请求工具，从功能上来说和Google的Volley功能上很相似，但是使用上很不相似。
Volley使用上更加原始而且符合使用者的直觉，当App要发送一个Http请求时，你需要先创建一个Request对象，指定这个Request用的是GET、POST或其他方法，一个api 地址，一个处理response的回调，如果是一个POST请求，那么你还需要给这个Request对象设置一个body，有时候你还需要自定义添加Header什么的，然后将这个Request对象添加到RequestQueue中，接下去检查Cache以及发送Http请求的事情，Volley会帮你处理。如果一个App中api不同的api请求很多，这样代码就会很难看。
而Retrofit可以让你简单到调用一个Java方法的方式去请求一个api，这样App中的代码就会很简洁方便阅读
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，查看知乎专栏的某个作者信息：
首先，你需要创建一个Retrofit对象，并且指定api的域名：
public static final String API_URL = "https://zhuanlan.zhihu.com";
Create a very simple REST adapter which points the Zhuanlan API.
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
.baseUrl(API_URL)
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.build();
其次，你要根据api新建一个Java接口，用Java注解来描述这个api
public interface ZhuanLanApi {
@GET("/api/columns/{user} ")
Call<ZhuanLanAuthor> getAuthor(@Path("user") String user)
}
再用这个retrofit对象创建一个ZhuanLanApi对象：
ZhuanLanApi api = retrofit.create(ZhuanLanApi.class);
Call<ZhuanLanAuthor> call = api.getAuthor("qinchao");
这样就表示你要请求的api是https://zhuanlan.zhihu.com/api/columns/qinchao
最后你就可以用这个call对象获得数据了，enqueue方法是异步发送http请求的，如果你想用同步的方式发送可以使用execute()方法，call对象还提供cancel()、isCancel()等方法获取这个Http请求的状态
// 请求数据，并且处理response
call.enqueue(new Callback<ZhuanLanAuthor>() {
@Override
public void onResponse(Response<ZhuanLanAuthor> author) {
System.out.println("name： " + author.getName());
}
@Override
public void onFailure(Throwable t) {
}
});
看到没，Retrofit只要创建一个接口来描述Http请求，然后可以让我们可以像调用Java方法一样请求一个Api，是不是觉得很神奇，很不可思议！！
2 Retrofit的原理
从上面Retrofit的使用来看，Retrofit就是充当了一个适配器（Adapter）的角色：将一个Java接口翻译成一个Http请求，然后用OkHttp去发送这个请求**
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，在网络线程中用HttpUrlConnection去请求
问题来了：
Retrofit是怎么做的呢？
答案很简单，就是：Java的动态代理
动态代理
我刚开始看Retrofit的代码，我对下面这句代码感到很困惑：
ZhuanLanApi api = retrofit.create(ZhuanLanApi.class);
我给Retrofit对象传了一个ZhuanLanApi接口的Class对象，怎么又返回一个ZhuanLanApi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. */
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);
}
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
}
});
}
create方法就是返回了一个Proxy.newProxyInstance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动态代理就是给了程序员一种可能：当你要调用某个Class的方法前或后，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:
Call<ZhuanLanAuthor> call = api.getAuthor("qinchao");
上面api对象其实是一个动态代理对象，并不是一个真正的ZhuanLanApi接口的implements产生的对象，当api对象调用getAuthor方法时会被动态代理拦截，然后调用Proxy.newProxyInstance方法中的InvocationHandler对象，它的invoke方法会传入3个参数：
- Object proxy: 代理对象，不关心这个
- Method method：调用的方法，就是
getAuthor方法 - Object... args：方法的参数，就是
"qinchao"
而Retrofit关心的就是method和它的参数args，接下去Retrofit就会用Java反射获取到getAuthor方法的注解信息，配合args参数，创建一个ServiceMethod对象
ServiceMethod就像是一个中央处理器，传入Retrofit对象和Method对象，调用各个接口和解析器，最终生成一个Request，包含api 的域名、path、http请求方法、请求头、是否有body、是否是multipart等等。最后返回一个Call对象，Retrofit2中Call接口的默认实现是OkHttpCall，它默认使用OkHttp3作为底层http请求client
使用Java动态代理的目的就要拦截被调用的Java方法，然后解析这个Java方法的注解，最后生成Request由OkHttp发送
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：
- 一个
retrofit2.http包，里面全部是定义HTTP请求的Java注解，比如GET、POST、PUT、DELETE、Headers、Path、Query等等 - 余下的
retrofit2包中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
Retrofit的设计非常插件化而且轻量级，真的是非常高内聚而且低耦合，这个和它的接口设计有关。Retrofit中定义了4个接口：
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，主要有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的运行过程
上面讲到ZhuanLanApi api = retrofit.create(ZhuanLanApi.class);代码返回了一个动态代理对象，而执行Call<ZhuanLanAuthor> call = api.getAuthor("qinchao");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
上面api对象其实是一个动态代理对象，并不是一个真正的ZhuanLanApi接口的implements产生的对象，当api对象调用getAuthor方法时会被动态代理拦截，然后调用Proxy.newProxyInstance方法中的InvocationHandler对象， 创建一个ServiceMethod对象
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
创建ServiceMethod
刚才说到，ServiceMethod就像是一个中央处理器，具体来看一下创建这个ServiceMethod的过程是怎么样的
第一步，获取到上面说到的3个接口对象：
callAdapter = createCallAdapter();
responseType = callAdapter.responseType();
responseConverter = createResponseConverter();
第二步，解析Method的注解，主要就是获取Http请求的方法，比如是GET还是POST还是其他形式，如果没有，程序就会报错，还会做一系列的检查，比如如果在方法上注解了@Multipart，但是Http请求方法是GET，同样也会报错。因此，在注解Java方法是需要严谨
for (Annotation annotation : methodAnnotations) {
parseMethodAnnotation(annotation);
}
if (httpMethod == null) {
throw methodError("HTTP method annotation is required (e.g., @GET, @POST, etc.).");
}
第三步，比如上面api中带有一个参数{user}，这是一个占位符，而真实的参数值在Java方法中传入，那么Retrofit会使用一个ParameterHandler来进行替换：
int parameterCount = parameterAnnotationsArray.length;
parameterHandlers = new ParameterHandler<?>[parameterCount];
最后，ServiceMethod会做其他的检查，比如用了@FormUrlEncoded注解，那么方法参数中必须至少有一个@Field或@FieldMap
执行Http请求
之前讲到，OkHttpCall是实现了Call接口的，并且是真正调用OkHttp3发送Http请求的类。OkHttp3发送一个Http请求需要一个Request对象，而这个Request对象就是从ServiceMethod的toRequest返回的
总的来说，OkHttpCall就是调用ServiceMethod获得一个可以执行的Request对象，然后等到Http请求返回后，再将response body传入ServiceMethod中，ServiceMethod就可以调用Converter接口将response body转成一个Java对象
结合上面说的就可以看出，ServiceMethod中几乎保存了一个api请求所有需要的数据，OkHttpCall需要从ServiceMethod中获得一个Request对象，然后得到response后，还需要传入ServiceMethod用Converter转换成Java对象
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, ServiceMethod> serviceMethodCache = new LinkedHashMap<>();这个对象中
如何在Retrofit中使用RxJava
由于Retrofit设计的扩展性非常强，你只需要添加一个CallAdapter就可以了
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
.baseUrl("https://api.github.com")
.addConverterFactory(ProtoConverterFactory.create())
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())
.build();
上面代码创建了一个Retrofit对象，支持Proto和Gson两种数据格式，并且还支持RxJava
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
