Retrofit 2.0 使用和原理

使用教程：

http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2015/1016/3588.html

retrofit2 与okhttp关系

http://blog.csdn.net/lmj623565791/article/details/51304204

DEMO，用api调用天气数据

http://blog.csdn.net/a553181867/article/details/52093695

Retrofit2 源码解读

构造方法

Retrofit构造方法采用构建者模式构造，源码如下。

private final Map<Method, ServiceMethod> serviceMethodCache = new LinkedHashMap<>();//key为接口中定义方法，value为转换过后的方法

  public static final class Builder {
    private Platform platform;//平台：安卓、java等
    private okhttp3.Call.Factory callFactory; //okhttp的Call工厂类,自定义newCall将Request转为Call
    private HttpUrl baseUrl;//okhttp中的类，保存解析过的url
    private List<Converter.Factory> converterFactories = new ArrayList<>();//类型转换工厂列表。
    private List<CallAdapter.Factory> adapterFactories = new ArrayList<>();//CallAdapter工厂列表。
    private Executor callbackExecutor;//回调线程池
    private boolean validateEagerly;//急需验证？作用在于直接将所有方法加入前面的map缓存中。

    Builder(Platform platform) {
      this.platform = platform;
      converterFactories.add(new BuiltInConverters());//添加默认的转换器
    }

    public Builder() {
      this(Platform.get());//通过Platform.get()获取关于当前平台的实现
    }

    public Retrofit build() {
      if (baseUrl == null) {
        throw new IllegalStateException("Base URL required.");
      }

      okhttp3.Call.Factory callFactory = this.callFactory;
      if (callFactory == null) {
        callFactory = new OkHttpClient();//默认使用OkHttpClient
      }

      Executor callbackExecutor = this.callbackExecutor;
      if (callbackExecutor == null) {//默认使用平台默认回调线程池
        callbackExecutor = platform.defaultCallbackExecutor();
      }

      //将平台默认CallAdapter.Factory加入列表中
      List<CallAdapter.Factory> adapterFactories = new ArrayList<>(this.adapterFactories);
      adapterFactories.add(platform.defaultCallAdapterFactory(callbackExecutor));

     //将默认Converter.Factory加入列表中
      List<Converter.Factory> converterFactories = new ArrayList<>(this.converterFactories);

      return new Retrofit(callFactory, baseUrl, converterFactories, adapterFactories,
          callbackExecutor, validateEagerly);
    }

可以看出，首选通过Platform.get()来获取平台实现然后添加了默认转换工厂。由于我们是Android平台，毋容置疑，接下来就去看看Andoird类的源码。

static class Android extends Platform {
    //回调线程池
    @Override public Executor defaultCallbackExecutor() {
      return new MainThreadExecutor();//主线程
    }

    @Override CallAdapter.Factory defaultCallAdapterFactory(Executor callbackExecutor) {
      //ExecutorCallAdapterFactory继承CallAdapter.Factory,内部代理了原来的Call<T>，用于将Callback回调到指定线程中。
      return new ExecutorCallAdapterFactory(callbackExecutor);
    }

    static class MainThreadExecutor implements Executor {
      private final Handler handler = new Handler(Looper.getMainLooper());

      @Override public void execute(Runnable r) {
        handler.post(r);//采用Hanlder#post回调到主线程
      }
    }
  }

Andoird类的源码主要实现了两个方法，一个是实现了默认的回调线程池，用于在主线程中执行任务，另一个是实现了CallAdapter工厂，通过代理的方式，将执行结果回调到callbackExecutor中去执行。所以，我们只需将callbackExecutor赋值为MainThreadExecutor即可实现主线程间的回调。

BuiltInConverters继承于Converter.Factory，Converter.Factory中有三个方法：

• public Converter<ResponseBody, ?> responseBodyConverter（xx）用于将ResponseBody转换为指定类型，通常用于对响应结果的类型转换。
• public Converter<?, RequestBody> requestBodyConverter(xx)用于将指定类型转为RequestBody。一般用于将@Body,@Part,@PartMap转为RequestBody
• public Converter<?, String> stringConverter用于将指定类型转为String,用于将@Field,@FieldMap,@Path,@Query,@Header等注解的参数类型转为String。

Retrofit提供的用于自定义的方法如下：

• client(OkHttpClient) 用于自定义客户端
• callFactory(okhttp3.Call.Factory factory)用于自定义Call工厂,重写newCall将Request转为Call。OkHttpClient就是实现了这个接口。
• addConverterFactory添加类型转换工厂(Gson转换等)
• addCallAdapterFactory添加CallAdapter代理工厂，用来代理原始的Call（RxJavaCallAdapter等）。
• callbackExecutor自定义回调线程池，默认为主线程
• validateEagerly是否继续验证，是就提前将所有方法转为ServiceMethod放入缓存中，而不是调用一个缓存一个
• baseUrl用于定义基本链接，必须以”/”结尾

假如基本地址为http://example.com/api/,关于baseUrl与注解中路径的拼接问题如下：

注解中的路径	最终Url （baseUrl为http://example.com/api/）
foo/bar/	http://example.com/api/foo/bar/
/foo/bar/	http://example.com/foo/bar/
https://github.com/square/retrofit/	https://github.com/square/retrofit/
//github.com/square/retrofit/	http://github.com/square/retrofit/

接下来看使用：

Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
                .baseUrl(httpurl)
                .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
                .build();
IWeather iWeather = retrofit.create(IWeather.class);
Call<City> call = iWeather.getCity(API_KEY, "shenzhen");
 call.enqueue(new Callback<City>() {
@Override
 public void onResponse(Call<City> call, retrofit2.Response<City> response)               {}
@Override
public void onFailure(Call<City> call, Throwable t)
{}
});

以这段代码为例

我给Retrofit对象传了一个IWeather接口的Class对象，怎么又返回一个IWeather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：

1. 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
2. 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);

loadServiceMethod的方法很简陋，直接传入了Method然后build(),那么这个build()又做了什么？

ServiceMethod loadServiceMethod(Method method) {
    ServiceMethod result;
    synchronized (serviceMethodCache) {
      result = serviceMethodCache.get(method);//首先从map中取看看是否已经缓存过
      if (result == null) {//否则构造ServiceMethod。
        result = new ServiceMethod.Builder(this, method).build();
        serviceMethodCache.put(method, result);//缓存map中
      }
    }
    return result;
  }

 public Builder(Retrofit retrofit, Method method) {
      this.retrofit = retrofit;
      this.method = method;
      this.methodAnnotations = method.getAnnotations();//赋值方法注解数组
      this.parameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//赋值参数类型数组
      this.parameterAnnotationsArray = method.getParameterAnnotations();//赋值参数注解数组
}

  public ServiceMethod build() {
      callAdapter = createCallAdapter();//创建CallAdapter，用来代理Call
      responseType = callAdapter.responseType();//获取返回类型
      //...
      responseConverter = createResponseConverter();//创建ResponseConverter，用来转换ResponseBody为指定类型

      for (Annotation annotation : methodAnnotations) {
        parseMethodAnnotation(annotation);//遍历解析方法注解
      }
      //...
      int parameterCount = parameterAnnotationsArray.length;//parameterAnnotationsArray为参数注解数组
      parameterHandlers = new ParameterHandler<?>[parameterCount];//初始化ParameterHandler，用来处理参数相关
      for (int p = 0; p < parameterCount; p++) {//遍历参数注解数组
        Type parameterType = parameterTypes[p];//获取参数类型
        Annotation[] parameterAnnotations = parameterAnnotationsArray[p];//获取参数注解数组
         //...
        //通过注解和参数类型，解析并赋值到parameterHandlers中
        parameterHandlers[p] = parseParameter(p, parameterType, parameterAnnotations);
      }

     //...

      return new ServiceMethod<>(this);
    }

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.).");
}

parseMethodAnnotation用于遍历解析方法上的注解，比如请求方法，请求头之类的。

private void parseMethodAnnotation(Annotation annotation) {
      //请求方法注解
      if (annotation instanceof DELETE) {
        parseHttpMethodAndPath("DELETE", ((DELETE) annotation).value(), false);
      } else if (annotation instanceof GET) {
        parseHttpMethodAndPath("GET", ((GET) annotation).value(), false);
      } else if (annotation instanceof HEAD) {
        parseHttpMethodAndPath("HEAD", ((HEAD) annotation).value(), false);
        if (!Void.class.equals(responseType)) {
          throw methodError("HEAD method must use Void as response type.");
        }
      } else if (annotation instanceof PATCH) {
        parseHttpMethodAndPath("PATCH", ((PATCH) annotation).value(), true);
      } else if (annotation instanceof POST) {
        parseHttpMethodAndPath("POST", ((POST) annotation).value(), true);
      } else if (annotation instanceof PUT) {
        parseHttpMethodAndPath("PUT", ((PUT) annotation).value(), true);
      } else if (annotation instanceof OPTIONS) {
        parseHttpMethodAndPath("OPTIONS", ((OPTIONS) annotation).value(), false);
      } else if (annotation instanceof HTTP) {
        //自定义HTTP请求注解
        HTTP http = (HTTP) annotation;
        parseHttpMethodAndPath(http.method(), http.path(), http.hasBody());
      } else if (annotation instanceof retrofit2.http.Headers) {
        //请求头注解
        String[] headersToParse = ((retrofit2.http.Headers) annotation).value();
        if (headersToParse.length == 0) {
          throw methodError("@Headers annotation is empty.");
        }
        headers = parseHeaders(headersToParse);//解析Header
      } else if (annotation instanceof Multipart) {
        //Multipart
        if (isFormEncoded) {
          throw methodError("Only one encoding annotation is allowed.");
        }
        isMultipart = true;
      } else if (annotation instanceof FormUrlEncoded) {
        //FormUrlEncoded
        if (isMultipart) {
          throw methodError("Only one encoding annotation is allowed.");
        }
        isFormEncoded = true;
      }
    }

从上面源码可以看出，使用parseHttpMethodAndPath这个方法用于解析请求方法注解和路径参数保存到Set中

private void parseHttpMethodAndPath(String httpMethod, String value, boolean hasBody) {
      if (this.httpMethod != null) {
        throw methodError("Only one HTTP method is allowed. Found: %s and %s.",
            this.httpMethod, httpMethod);
      }
      this.httpMethod = httpMethod;
      this.hasBody = hasBody;

      if (value.isEmpty()) {
        return;
      }

      int question = value.indexOf('?');//查询参数开始的符号
      if (question != -1 && question < value.length() - 1) {
       //如果在查询参数中使用了{}，则抛出异常。
        String queryParams = value.substring(question + 1);
        Matcher queryParamMatcher = PARAM_URL_REGEX.matcher(queryParams);
        if (queryParamMatcher.find()) {
          throw methodError("URL query string \"%s\" must not have replace block. "
              + "For dynamic query parameters use @Query.", queryParams);
        }
      }

      //赋值相对链接
      this.relativeUrl = value;
      //解析{}路径参数保存到Set中
      this.relativeUrlParamNames = parsePathParameters(value);
    }

从源码可以发现，不允许在查询参数中使用{}进行占位，否则就会抛出异常，然后将请求方法中的注解值赋值给relativeUrl，通过parsePathParameters将{}路径参数保存到Set中。

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

调用服务接口

以上介绍了retrofit.create(XX.class);用于创建服务方法接口的过程。现在该进行相关调用了。我们知道，创建服务方法会返回一个Call<XX>对象,通过Call<XX>可以进行相关异步同步调用。

@Override public void enqueue(final Callback<T> callback) {
    if (callback == null) throw new NullPointerException("callback == null");

    okhttp3.Call call;//okhttp中的call对象
    Throwable failure;

    synchronized (this) {
      if (executed) throw new IllegalStateException("Already executed.");
      executed = true;

      call = rawCall;
      failure = creationFailure;
      if (call == null && failure == null) {
        try {
          call = rawCall = createRawCall();//创建原始Call，即okhttp中的Call对象
        } catch (Throwable t) {
          failure = creationFailure = t;
        }
      }
    }

    if (failure != null) {
      callback.onFailure(this, failure);
      return;
    }

    if (canceled) {
      call.cancel();
    }

    //通过enqueue进行异步调用
    call.enqueue(new okhttp3.Callback() {
      @Override public void onResponse(okhttp3.Call call, okhttp3.Response rawResponse)
          throws IOException {
        Response<T> response;
        try {
          response = parseResponse(rawResponse);//解析响应内容
        } catch (Throwable e) {
          callFailure(e);
          return;
        }
        callSuccess(response);
      }
  }

从源码不难看出，首先通过createRawCall()来创建OkHttp中的Call对象，然后通过Call进行异步/同步调用,获取结果后通过parseResponse解析OkHttp中的Response，然后进行相应回调。 
createRawCall()用于创建OkHttp中的Call对象，源码如下：

private okhttp3.Call createRawCall() throws IOException {
    Request request = serviceMethod.toRequest(args);//通过 serviceMethod.toRequest进行转换成Request
    okhttp3.Call call = serviceMethod.callFactory.newCall(request);//调用newCall返回Call对象，默认callFactory为OkHttpClient，OkHttpClient也实现了okhttp3.Call.Factory接口。
    if (call == null) {
      throw new NullPointerException("Call.Factory returned null.");
    }
    return call;
  }

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