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网络框架三部曲:OkHttp笔记

2018-02-23  本文已影响252人  AndroidMaster

一、简介

HttpClient是Apache基金会的一个开源网络库,功能十分强大,API数量众多,但正是由于庞大的API数量使得我们很难在不破坏兼容性的情况下对它进行升级和扩展,所以Android团队在提升和优化HttpClient方面的工作态度并不积极。官方在Android 2.3以后就不建议用了,并且在Android 5.0以后废弃了HttpClient,在Android 6.0更是删除了HttpClient。

HttpURLConnection是一种多用途、轻量极的HTTP客户端,提供的API比较简单,可以容易地去使用和扩展。不过在Android 2.2版本之前,HttpURLConnection一直存在着一些令人厌烦的bug。比如说对一个可读的InputStream调用close()方法时,就有可能会导致连接池失效了。那么我们通常的解决办法就是直接禁用掉连接池的功能。因此一般推荐是在2.2之前使用HttpClient,因为其bug较少。在2.2之后推荐使用HttpURLConnection,因为API简单、体积小、有压缩和缓存机制,并且Android团队后续会继续优化HttpURLConnection。

自从Android4.4开始,google已经开始将源码中的HttpURLConnection替换为OkHttp,而市面上流行的Retrofit同样是使用OkHttp进行再次封装而来的。

OkHttp是一个快速、高效的网络请求库,它的设计和实现的首要目标便是高效,有如下特性:

二、OkHttp类与Http请求响应的映射

1、Http请求

http请求包含:请求方法, 请求地址, 请求协议, 请求头, 请求体这五部分。这些都在okhttp3.Request的类中有体现, 这个类正是代表http请求的类。

public final class Request {
  final HttpUrl url;//请求地址
  final String method;//请求方法
  final Headers headers;//请求头
  final RequestBody body;//请求体
  final Object tag;
  ...
}

2、Http响应

Http响应由访问协议, 响应码, 描述信息, 响应头, 响应体来组成。

public final class Response implements Closeable {
  final Request request;//持有的请求
  final Protocol protocol;//访问协议
  final int code;//响应码
  final String message;//描述信息
  final Handshake handshake;//SSL/TLS握手协议验证时的信息,
  final Headers headers;//响应头
  final ResponseBody body;//响应体
  ...
}

三、相关方法

1、OkHttpClient

OkHttpClient.Builder

2、Request

Request.Builder
RequestBody
FormBody

RequestBody的子类

FormBody.Builder
MultipartBody

RequestBody的子类

MultipartBody.Builder

3、Call

Call负责发送请求和读取响应

4、Response

ResponseBody

5、MediaType

RequestBody的数据格式都要指定Content-Type,就是指定MIME,常见的有三种:

方法:

参数 说明
text/html HTML格式
text/plain 纯文本格式
image/gif gif图片格式
image/jpeg jpg图片格式
image/png png图片格式
application/json JSON数据格式
application/pdf pdf格式
application/msword Word文档格式
application/octet-stream 二进制流数据
application/x-www-form-urlencoded 普通表单数据
multipart/form-data 表单数据里有文件

6、自动管理Cookie

Request经常都要携带Cookie,request创建时可以通过header设置参数,Cookie也是参数之一。就像下面这样:

Request request = new Request.Builder()
    .url(url)
    .header("Cookie", "xxx")
    .build();

然后可以从返回的response里得到新的Cookie,你可能得想办法把Cookie保存起来。
但是OkHttp可以不用我们管理Cookie,自动携带,保存和更新Cookie。
方法是在创建OkHttpClient设置管理Cookie的CookieJar:

private final HashMap<String, List<Cookie>> cookieStore = new HashMap<>();
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()
    .cookieJar(new CookieJar() {
        @Override
        public void saveFromResponse(HttpUrl httpUrl, List<Cookie> list) {
            cookieStore.put(httpUrl.host(), list);
        }

        @Override
        public List<Cookie> loadForRequest(HttpUrl httpUrl) {
            List<Cookie> cookies = cookieStore.get(httpUrl.host());
            return cookies != null ? cookies : new ArrayList<Cookie>();
        }
    })
    .build();

这样以后发送Request都不用管Cookie这个参数也不用去response获取新Cookie什么的了。还能通过cookieStore获取当前保存的Cookie。
最后,new OkHttpClient()只是一种快速创建OkHttpClient的方式,更标准的是使用OkHttpClient.Builder()。后者可以设置一堆参数,例如超时时间什么的。

四、get请求

1、异步的get请求

//step 1: 创建 OkHttpClient 对象
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient();
//step 2: 创建一个请求,不指定请求方法时默认是GET。
Request.Builder requestBuilder = new Request.Builder().url("http://www.baidu.com");
//可以省略,默认是GET请求
requestBuilder.method("GET", null);
//step 3:创建 Call 对象
Call call = okHttpClient.newCall(requestBuilder.build());
//step 4: 开始异步请求
call.enqueue(new Callback() {
    @Override
    public void onFailure(Call call, IOException e) {
    }

    @Override
    public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
        //获得返回体
        ResponseBody body = response.body();
    }
});

首先要将OkHttpClient的对象与Request的对象建立起来联系,使用okHttpClient的newCall()方法得到一个Call对象,这个Call对象的作用就是相当于将请求封装成了一个任务,既然是任务,自然就会有execute()cancel()等方法。

最后,我们希望以异步的方式去执行请求,所以我们调用的是call.enqueue,将call加入调度队列,然后等待任务执行完成,我们在Callback中即可得到结果。但要注意的是,call的回调是子线程,所以是不能直接操作界面的。当请求成功时就会回调onResponse()方法,我们可以看到返回的结果是Response对象,在此我们比较关注的是请求中的返回体body(ResponseBody类型),大多数的情况下我们希望获得字符串从而进行json解析获得数据,所以可以通过body.string()的方式获得字符串。如果希望获得返回的二进制字节数组,则调用response.body().bytes();如果你想拿到返回的inputStream,则调用response.body().byteStream()。

2、同步的get请求

调用Call#execute()方法,在主线程运行

五、post请求

1、Post上传表单(键值对)

//step1: 同样的需要创建一个OkHttpClick对象
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient();
//step2: 创建 FormBody.Builder
FormBody formBody = new FormBody.Builder()
    .add("name", "dsd") //添加键值对
    .build();
//step3: 创建请求
Request request = new Request.Builder().url("http://www.baidu.com")
    .post(formBody)
    .build()
//step4: 建立联系 创建Call对象
okHttpClient.newCall(request).enqueue(new Callback() {
    @Override
    public void onFailure(Call call, IOException e) {
    }

    @Override
    public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
    }
});

2、Post异步上传文件

// step 1: 创建 OkHttpClient 对象
OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient();
//step 2:创建 RequestBody 以及所需的参数
//2.1 获取文件
File file = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "test.txt");
//2.2 创建 MediaType 设置上传文件类型
MediaType MEDIATYPE = MediaType.parse("text/plain; charset=utf-8");
//2.3 获取请求体
RequestBody requestBody = RequestBody.create(MEDIATYPE, file);
//step 3:创建请求
Request request = new Request.Builder().url("http://www.baidu.com")
    .post(requestBody)
    .build();
//step 4 建立联系
okHttpClient.newCall(request).enqueue(new Callback() {
    @Override
    public void onFailure(Call call, IOException e) {
    }

    @Override
    public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
    }
});

3、Post方式提交流

以流的方式POST提交请求体. 请求体的内容由流写入产生. 这个例子是流直接写入Okio的BufferedSink. 你的程序可能会使用OutputStream, 你可以使用BufferedSink.outputStream()来获取. OkHttp的底层对流和字节的操作都是基于Okio库, Okio库也是Square开发的另一个IO库, 填补I/O和NIO的空缺, 目的是提供简单便于使用的接口来操作IO.

public static final MediaType MEDIA_TYPE_MARKDOWN = MediaType.parse("text/x-markdown; charset=utf-8");
private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();

public void run() throws Exception {
    RequestBody requestBody = new RequestBody() {
    @Override
    public MediaType contentType() {
        return MEDIA_TYPE_MARKDOWN;
    }

    @Override
    public void writeTo(BufferedSink sink) throws IOException {
        sink.writeUtf8("Numbers\n");
        sink.writeUtf8("-------\n");
        for (int i = 2; i <= 997; i++) {
            sink.writeUtf8(String.format(" * %s = %s\n", i, factor(i)));
        }
    }

    private String factor(int n) {
        for (int i = 2; i < n; i++) {
            int x = n / i;
            if (x * i == n) return factor(x) + " × " + i;
        }
        return Integer.toString(n);
    }
};

Request request = new Request.Builder()
    .url("https://api.github.com/markdown/raw")
    .post(requestBody)
    .build();

Response response = client.newCall(request).execute();
if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);
    System.out.println(response.body().string());
}

4、Post方式提交String

下面是使用HTTP POST提交请求到服务. 这个例子提交了一个markdown文档到web服务, 以HTML方式渲染markdown. 因为整个请求体都在内存中, 因此避免使用此api提交大文档(大于1MB).

public static final MediaType MEDIA_TYPE_MARKDOWN = MediaType.parse("text/x-markdown; charset=utf-8");

private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();

public void run() throws Exception {
    String postBody = ""
        + "Releases\n"
        + "--------\n"
        + "\n"
        + " * _1.0_ May 6, 2013\n"
        + " * _1.1_ June 15, 2013\n"
        + " * _1.2_ August 11, 2013\n";

    Request request = new Request.Builder()
        .url("https://api.github.com/markdown/raw")
        .post(RequestBody.create(MEDIA_TYPE_MARKDOWN, postBody))
        .build();

    Response response = client.newCall(request).execute();
    if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);

    System.out.println(response.body().string());
}

5、Post方式提交分块请求

MultipartBody.Builder可以构建复杂的请求体, 与HTML文件上传形式兼容. 多块请求体中每块请求都是一个请求体, 可以定义自己的请求头. 这些请求头可以用来描述这块请求, 例如它的Content-Disposition. 如果Content-Length和Content-Type可用的话, 他们会被自动添加到请求头中.

private static final String IMGUR_CLIENT_ID = "...";
private static final MediaType MEDIA_TYPE_PNG = MediaType.parse("image/png");

private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();

public void run() throws Exception {
    // Use the imgur image upload API as documented at https://api.imgur.com/endpoints/image
    RequestBody requestBody = new MultipartBody.Builder()
    .setType(MultipartBody.FORM)
    .addFormDataPart("title", "Square Logo")
    .addFormDataPart("image", "logo-square.png",
        RequestBody.create(MEDIA_TYPE_PNG, new File("website/static/logo-square.png")))
    .build();

    Request request = new Request.Builder()
        .header("Authorization", "Client-ID " + IMGUR_CLIENT_ID)
        .url("https://api.imgur.com/3/image")
        .post(requestBody)
        .build();

    Response response = client.newCall(request).execute();
    if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);

    System.out.println(response.body().string());
}

六、其他用法

1、提取响应头

典型的HTTP头是一个Map<String, String> : 每个字段都有一个或没有值. 但是一些头允许多个值。
当写请求头的时候, 使用header(name, value)可以设置唯一的name、value. 如果已经有值, 旧的将被移除, 然后添加新的. 使用addHeader(name, value)可以添加多值(添加, 不移除已有的).
当读取响应头时, 使用header(name)返回最后出现的name、value. 通常情况这也是唯一的name、value. 如果没有值, 那么header(name)将返回null. 如果想读取字段对应的所有值, 使用headers(name)`会返回一个list.
为了获取所有的Header, Headers类支持按index访问.

private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();
 
public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("https://api.github.com/repos/square/okhttp/issues")
        .header("User-Agent", "OkHttp Headers.java")
        .addHeader("Accept", "application/json; q=0.5")
        .addHeader("Accept", "application/vnd.github.v3+json")
        .build();
 
    Response response = client.newCall(request).execute();
    if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);
 
    System.out.println("Server: " + response.header("Server"));
    System.out.println("Date: " + response.header("Date"));
    System.out.println("Vary: " + response.headers("Vary"));
}

2、使用Gson来解析JSON响应

Gson是一个在JSON和Java对象之间转换非常方便的api库. 这里我们用Gson来解析Github API的JSON响应.
注意: ResponseBody.charStream()使用响应头Content-Type指定的字符集来解析响应体. 默认是UTF-8.

private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();
    private final Gson gson = new Gson();

    public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("https://api.github.com/gists/c2a7c39532239ff261be")
        .build();
    Response response = client.newCall(request).execute();
    if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);

    Gist gist = gson.fromJson(response.body().charStream(), Gist.class);
    for (Map.Entry<String, GistFile> entry : gist.files.entrySet()) {
      System.out.println(entry.getKey());
      System.out.println(entry.getValue().content);
    }
  }

  static class Gist {
    Map<String, GistFile> files;
  }

  static class GistFile {
    String content;
  }

3、响应缓存

为了缓存响应, 你需要一个你可以读写的缓存目录, 和缓存大小的限制. 这个缓存目录应该是私有的, 不信任的程序应不能读取缓存内容.
一个缓存目录同时拥有多个缓存访问是错误的. 大多数程序只需要调用一次new OkHttp(), 在第一次调用时配置好缓存, 然后其他地方只需要调用这个实例就可以了. 否则两个缓存示例互相干扰, 破坏响应缓存, 而且有可能会导致程序崩溃.
响应缓存使用HTTP头作为配置. 你可以在请求头中添加Cache-Control: max-stale=3600 , OkHttp缓存会支持. 你的服务通过响应头确定响应缓存多长时间, 例如使用Cache-Control: max-age=9600.

private final OkHttpClient client;
 
public CacheResponse(File cacheDirectory) throws Exception {
    int cacheSize = 10 * 1024 * 1024; // 10 MiB
    Cache cache = new Cache(cacheDirectory, cacheSize);
 
    client = new OkHttpClient();
    client.setCache(cache);
}
 
public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://publicobject.com/helloworld.txt")
        .build();
 
    Response response1 = client.newCall(request).execute();
    if (!response1.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response1);
 
    String response1Body = response1.body().string();
    System.out.println("Response 1 response:          " + response1);
    System.out.println("Response 1 cache response:    " + response1.cacheResponse());
    System.out.println("Response 1 network response:  " + response1.networkResponse());
 
    Response response2 = client.newCall(request).execute();
    if (!response2.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response2);
 
    String response2Body = response2.body().string();
    System.out.println("Response 2 response:          " + response2);
    System.out.println("Response 2 cache response:    " + response2.cacheResponse());
    System.out.println("Response 2 network response:  " + response2.networkResponse());
 
    System.out.println("Response 2 equals Response 1? " + response1Body.equals(response2Body));
}

如果需要阻值response使用缓存, 使用CacheControl.FORCE_NETWORK. 如果需要阻值response使用网络, 使用CacheControl.FORCE_CACHE.
警告: 如果你使用FORCE_CACHE, 但是response要求使用网络, OkHttp将会返回一个504 Unsatisfiable Request响应.

3.1、 Force a Network Response

有些时候, 比如用户刚刚点击刷新按钮, 这时必须跳过缓存, 直接从服务器抓取数据. 为了强制全面刷新, 我们需要添加no-cache指令:

connection.addRequestProperty("Cache-Control", "no-cache");

这样就可以强制每次请求直接发送给源服务器, 而不经过本地缓存版本的校验, 常用于需要确认认证的应用和严格要求使用最新数据的应用.

3.2、Force a Cache Response

有时你会想立即显示资源. 这样即使在后台正下载着最新资源, 你的客户端仍然可以先显示原有资源, 毕竟有个东西显示比没有东西显示要好.
如果需要限制让请求优先使用本地缓存资源, 需要增加only-if-cached指令:

try {
     connection.addRequestProperty("Cache-Control", "only-if-cached");
     InputStream cached = connection.getInputStream();
     // the resource was cached! show it
  catch (FileNotFoundException e) {
     // the resource was not cached
 }
}

4、取消一个Call

使用Call.cancel()可以立即停止掉一个正在执行的call. 如果一个线程正在写请求或者读响应, 将会引发IOException. 当call没有必要的时候, 使用这个api可以节约网络资源. 例如当用户离开一个应用时, 不管同步还是异步的call都可以取消.
你可以通过tags来同时取消多个请求. 当你构建一请求时, 使用RequestBuilder.tag(tag)来分配一个标签, 之后你就可以用OkHttpClient.cancel(tag)来取消所有带有这个tag的call.

  private final ScheduledExecutorService executor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
  private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();

  public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://httpbin.org/delay/2") // This URL is served with a 2 second delay.
        .build();

    final long startNanos = System.nanoTime();
    final Call call = client.newCall(request);

    // Schedule a job to cancel the call in 1 second.
    executor.schedule(new Runnable() {
      @Override public void run() {
        System.out.printf("%.2f Canceling call.%n", (System.nanoTime() - startNanos) / 1e9f);
        call.cancel();
        System.out.printf("%.2f Canceled call.%n", (System.nanoTime() - startNanos) / 1e9f);
      }
    }, 1, TimeUnit.SECONDS);

    try {
      System.out.printf("%.2f Executing call.%n", (System.nanoTime() - startNanos) / 1e9f);
      Response response = call.execute();
      System.out.printf("%.2f Call was expected to fail, but completed: %s%n",
          (System.nanoTime() - startNanos) / 1e9f, response);
    } catch (IOException e) {
      System.out.printf("%.2f Call failed as expected: %s%n",
          (System.nanoTime() - startNanos) / 1e9f, e);
    }
  }

5、超时

没有响应时使用超时结束call. 没有响应的原因可能是客户点链接问题、服务器可用性问题或者这之间的其他东西. OkHttp支持连接超时, 读取超时和写入超时.

  private final OkHttpClient client;

  public ConfigureTimeouts() throws Exception {
    client = new OkHttpClient.Builder()
        .connectTimeout(10, TimeUnit.SECONDS)
        .writeTimeout(10, TimeUnit.SECONDS)
        .readTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)
        .build();
  }

  public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://httpbin.org/delay/2") // This URL is served with a 2 second delay.
        .build();

    Response response = client.newCall(request).execute();
    System.out.println("Response completed: " + response);
  }

6、每个call的配置

使用OkHttpClient, 所有的HTTP Client配置包括代理设置、超时设置、缓存设置. 当你需要为单个call改变配置的时候, 调用OkHttpClient.newBuilder(). 这个api将会返回一个builder, 这个builder和原始的client共享相同的连接池, 分发器和配置.
下面的例子中,我们让一个请求是500ms的超时、另一个是3000ms的超时。

  private final OkHttpClient client = new OkHttpClient();

  public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://httpbin.org/delay/1") // This URL is served with a 1 second delay.
        .build();

    try {
      // Copy to customize OkHttp for this request.
      OkHttpClient copy = client.newBuilder()
          .readTimeout(500, TimeUnit.MILLISECONDS)
          .build();

      Response response = copy.newCall(request).execute();
      System.out.println("Response 1 succeeded: " + response);
    } catch (IOException e) {
      System.out.println("Response 1 failed: " + e);
    }

    try {
      // Copy to customize OkHttp for this request.
      OkHttpClient copy = client.newBuilder()
          .readTimeout(3000, TimeUnit.MILLISECONDS)
          .build();

      Response response = copy.newCall(request).execute();
      System.out.println("Response 2 succeeded: " + response);
    } catch (IOException e) {
      System.out.println("Response 2 failed: " + e);
    }
  }

七、处理验证

这部分和HTTP AUTH有关.

1、HTTP AUTH

使用HTTP AUTH需要在server端配置http auth信息, 其过程如下:

客户端发送http请求
服务器发现配置了http auth, 于是检查request里面有没有"Authorization"的http header
如果有, 则判断Authorization里面的内容是否在用户列表里面, Authorization header的典型数据为"Authorization: Basic jdhaHY0=", 其中Basic表示基础认证, jdhaHY0=是base64编码的"user:passwd"字符串. 如果没有,或者用户密码不对,则返回http code 401页面给客户端.
标准的http浏览器在收到401页面之后, 应该弹出一个对话框让用户输入帐号密码; 并在用户点确认的时候再次发出请求, 这次请求里面将带上Authorization header.
一次典型的访问场景是:

浏览器发送http请求(没有Authorization header)
服务器端返回401页面
浏览器弹出认证对话框
用户输入帐号密码,并点确认
浏览器再次发出http请求(带着Authorization header)
服务器端认证通过,并返回页面
浏览器显示页面

2、OkHttp认证

OkHttp会自动重试未验证的请求. 当响应是401 Not Authorized时,Authenticator会被要求提供证书. Authenticator的实现中需要建立一个新的包含证书的请求. 如果没有证书可用, 返回null来跳过尝试.
使用Response.challenges()来获得任何authentication challenges的 schemes 和 realms. 当完成一个Basic challenge, 使用Credentials.basic(username, password)来解码请求头.

  private final OkHttpClient client;

  public Authenticate() {
    client = new OkHttpClient.Builder()
        .authenticator(new Authenticator() {
          @Override public Request authenticate(Route route, Response response) throws IOException {
            System.out.println("Authenticating for response: " + response);
            System.out.println("Challenges: " + response.challenges());
            String credential = Credentials.basic("jesse", "password1");
            return response.request().newBuilder()
                .header("Authorization", credential)
                .build();
          }
        })
        .build();
  }

  public void run() throws Exception {
    Request request = new Request.Builder()
        .url("http://publicobject.com/secrets/hellosecret.txt")
        .build();

    Response response = client.newCall(request).execute();
    if (!response.isSuccessful()) throw new IOException("Unexpected code " + response);

    System.out.println(response.body().string());
  }

当认证无法工作时, 为了避免多次重试, 你可以返回空来放弃认证. 例如, 当exact credentials已经尝试过, 你可能会直接想跳过认证, 可以这样做:

  if (credential.equals(response.request().header("Authorization"))) {
    return null; // If we already failed with these credentials, don't retry.
   }

当重试次数超过定义的次数, 你若想跳过认证, 可以这样做:

  if (responseCount(response) >= 3) {
    return null; // If we've failed 3 times, give up.
  }
  
  private int responseCount(Response response) {
    int result = 1;
    while ((response = response.priorResponse()) != null) {
      result++;
    }
    return result;
  }

参考文献

OkHttp使用完全教程

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