Retrofit源码解析

本文基于Retrofit 2.3.0,OkHttp 3.8.0进行分析。

使用示例

public class GitHubRetrofit {

    private Retrofit retrofit;

    public static GitHubRetrofit newInstance() {
        return new GitHubRetrofit();
    }

    private GitHubRetrofit() {
        OkHttpClient okHttpClient = new OkHttpClient.Builder()
                .build();
        retrofit = new Retrofit.Builder()
                .baseUrl("http://www.github.com/")
                .client(okHttpClient)
                .build();
    }

    public Call<ResponseBody> createPop() {
        Pop pop = retrofit.create(Pop.class);
        return pop.robots();
    }

    public interface Pop {
        @GET("robots.txt")
        Call<ResponseBody> robots();
    }
}
Response<ResponseBody> execute = GitHubRetrofit.newInstance().createPop().execute();

以上是Retrofit的简单使用示例,下面从以上代码为入口分析其内部实现。

源码分析

Retrofit实例化

先来分析下Retrofit的实例化过程

retrofit = new Retrofit.Builder()
                .baseUrl("http://www.github.com/")
                .client(okHttpClient)
                .build();

很明显Retrofit实例的创建采用了建造者模式

通过baseUrl方法设置网络请求的base url。

client方法接收OkHttpClient实例,整个网路请求是由RetrofitOkHttp结合完成的,关于OkHttp的内容本文不做深入讲解。

接下来看Builder类的build方法,以下是代码实现

public Retrofit build() {
    ...
      // 检查是否设置OkHttp实例,如果没有,提供默认实现
      okhttp3.Call.Factory callFactory = this.callFactory;
      if (callFactory == null) {
        callFactory = new OkHttpClient();
      }

      // 检查是否设置callback executor
      Executor callbackExecutor = this.callbackExecutor;
      if (callbackExecutor == null) {
        callbackExecutor = platform.defaultCallbackExecutor();
      }

      // Make a defensive copy of the adapters and add the default Call adapter.
      // 使用集合保存所有通过addCallAdapterFactory方法添加的CallAdapter.Factory实现类实例,并保存默认实现
      List<CallAdapter.Factory> adapterFactories = new ArrayList<>(this.adapterFactories);
      adapterFactories.add(platform.defaultCallAdapterFactory(callbackExecutor));

      // Make a defensive copy of the converters.
      // 使用集合保存所以通过addConverterFactory方法添加的Converter.Factory实现类实例
      List<Converter.Factory> converterFactories = new ArrayList<>(this.converterFactories);

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

Retrofit中的CallAdapter.FactoryConverter.Factory成员变量都采用了面向接口编程的方式,极大的提高了程序的可扩展性。

比如CallAdapter.Factory,框架提供了默认实现类ExecutorCallAdapterFactory来支持Call返回类型。如果想要支持Observable为返回类型,只需要调用addCallAdapterFactory(RxJavaCallAdapterFactory.create())

platform.defaultCallbackExecutor(),返回的是MainThreadExecutor实例,内部使用Handler实现

platform.defaultCallAdapterFactory(),返回的是ExecutorCallAdapterFactory实例

Retrofit创建接口实现类及实例

Retrofit.create

GitHubRetrofit.newInstance().createPop().execute();

public Call<ResponseBody> createPop() {
        Pop pop = retrofit.create(Pop.class);
        return pop.robots();
}

以上代码表明Retrofitcreate方法创建并返回了一个Pop接口的实例

接下来分析create方法,源码如下

public <T> T create(final Class<T> service) {
    // 校验Service参数是否为接口,是否继承自其它接口
    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, @Nullable 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<Object, Object> serviceMethod =
                (ServiceMethod<Object, Object>) loadServiceMethod(method);
            OkHttpCall<Object> okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
            return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
          }
        });
  }

create方法使用了Java动态代理技术来创建接口类的实现类及实例的创建。

使用动态代理创建的接口实例,在调用接口方法时都会由InvocationHandlerinvoke来处理。

GitHubRetrofit.newInstance().createPop().execute();

public Call<ResponseBody> createPop() {
        Pop pop = retrofit.create(Pop.class);
        return pop.robots();
}

也就是说pop.robots()执行最终会调用到invoke方法。

invoke方法中的主要功能在于ServiceMethodloadServiceMethod方法和serviceMethodcallAdapter实例的adapt方法的执行。

ServiceMethod.loadServiceMethod

先来看loadServiceMethod方法,源码如下

ServiceMethod<?, ?> loadServiceMethod(Method method) {
    // 如果有缓存,直接返回
    ServiceMethod<?, ?> result = serviceMethodCache.get(method);
    if (result != null) return result;
    // 可能出现同时调用多个网络请求的场景,需要保证serviceMethodCache线程安全
    synchronized (serviceMethodCache) {
      result = serviceMethodCache.get(method);
      if (result == null) {
        result = new ServiceMethod.Builder<>(this, method).build();
        serviceMethodCache.put(method, result);
      }
    }
    return result;
  }

以上代码主要完成两件事,一是创建ServiceMethod实例,二是对ServiceMethod实例进行缓存。

重点关注ServiceMethod的实例化过程,很明显又是采用的建造者模式。

直接来看build方法,源码如下

public ServiceMethod build() {
      // 创建CallAdapter实例    
      callAdapter = createCallAdapter();
      // 使用callAdapter获取ServiceMethod的返回类型
      responseType = callAdapter.responseType();
      // 创建response转换器
      responseConverter = createResponseConverter();
      ... 
        
      for (Annotation annotation : methodAnnotations) {
        // 解析方法中标注的注解类型,GET,POST等
        parseMethodAnnotation(annotation);
      }
      ...
        
      int parameterCount = parameterAnnotationsArray.length;
      parameterHandlers = new ParameterHandler<?>[parameterCount];
      for (int p = 0; p < parameterCount; p++) {
        Type parameterType = parameterTypes[p];
        ...
        // 解析接口方法中传入的参数
        parameterHandlers[p] = parseParameter(p, parameterType, parameterAnnotations);
      }

     ...
      return new ServiceMethod<>(this);
    }

以下是ServiceMethod的成员变量,结合build方法中的代码不难看出,ServiceMethodbuild方法主要将method中的数据解析为网络请求相关数据。

final class ServiceMethod<R, T> {
  ...
  
  final okhttp3.Call.Factory callFactory;
  final CallAdapter<R, T> callAdapter;

  private final HttpUrl baseUrl;
  private final Converter<ResponseBody, R> responseConverter;
  private final String httpMethod;
  private final String relativeUrl;
  private final Headers headers;
  private final MediaType contentType;
  private final boolean hasBody;
  private final boolean isFormEncoded;
  private final boolean isMultipart;
  private final ParameterHandler<?>[] parameterHandlers;
}

CallAdapter.adapt

接下来分析invoke中最后一行代码return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);

ServiceMethod中的callAdapter是在ServiceMethod.build方法中调用ServiceMethod.createCallAdapter方法被创建的。

以下是ServiceMethod.createCallAdapter的实现

private CallAdapter<T, R> createCallAdapter() {
     Type returnType = method.getGenericReturnType();
     ...
     Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
     try {
       //noinspection unchecked
       return (CallAdapter<T, R>) 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);
     }
   }

Retrofit.callAdapter

public CallAdapter<?, ?> callAdapter(Type returnType, Annotation[] annotations) {
    return nextCallAdapter(null, returnType, annotations);
  }

public CallAdapter<?, ?> nextCallAdapter(@Nullable CallAdapter.Factory skipPast, Type returnType,
      Annotation[] annotations) {
  ...
  int start = adapterFactories.indexOf(skipPast) + 1;
    for (int i = start, count = adapterFactories.size(); i < count; i++) {
      CallAdapter<?, ?> adapter = adapterFactories.get(i).get(returnType, annotations, this);
      if (adapter != null) {
        return adapter;
      }
    }
  ...
  }

从上面的代码可以看出,ServiceMethod中的CallAdapter来自Retrofit,也就是调用Retrofit.Builder.addCallAdapterFactory添加的工厂类创建的CallAdapter实例(如果没有调用addCallAdapterFactory会默认使用ExecutorCallAdapterFactory)。

Retrofit会遍历adapterFactories集合,集合中的CallAdapter.Factory实现类验证传入的returnType,如果满足验证条件则返回CallAdapter实例,如果不满足则返回null

以下是RxJavaCallAdapterFactoryExecutorCallAdapterFactory的get方法。

RxJavaCallAdapterFactory

  @Override
  public CallAdapter<?, ?> get(Type returnType, Annotation[] annotations, Retrofit retrofit) {
    Class<?> rawType = getRawType(returnType);
    boolean isSingle = rawType == Single.class;
    boolean isCompletable = rawType == Completable.class;
    // 判断返回类型是否 为 Observable
    if (rawType != Observable.class && !isSingle && !isCompletable) {
      return null;
    }

    if (isCompletable) {
      return new RxJavaCallAdapter(Void.class, scheduler, isAsync, false, true, false, true);
    }

    boolean isResult = false;
    boolean isBody = false;
    Type responseType;
    ...
    Type observableType = getParameterUpperBound(0, (ParameterizedType) returnType);
    Class<?> rawObservableType = getRawType(observableType);
    if (rawObservableType == Response.class) {
      ...
      responseType = getParameterUpperBound(0, (ParameterizedType) observableType);
    } else if (rawObservableType == Result.class) {
     ...
      responseType = getParameterUpperBound(0, (ParameterizedType) observableType);
      isResult = true;
    } else {
      responseType = observableType;
      isBody = true;
    }

    return new RxJavaCallAdapter(responseType, scheduler, isAsync, isResult, isBody, isSingle,
        false);
  }

ExecutorCallAdapterFactory

@Override
  public CallAdapter<?, ?> get(Type returnType, Annotation[] annotations, Retrofit retrofit) {
    // 判断返回类型是否 为 Call
    if (getRawType(returnType) != Call.class) {
      return null;
    }
    final Type responseType = Utils.getCallResponseType(returnType);
    return new CallAdapter<Object, Call<?>>() {
      @Override public Type responseType() {
        return responseType;
      }

      @Override public Call<Object> adapt(Call<Object> call) {
        return new ExecutorCallbackCall<>(callbackExecutor, call);
      }
    };
  }

接下来看CallAdapteradapt方法,这里以ExecutorCallAdapterFactory为例来分析。从上面的代码可以发现,ExecutorCallAdapterFactory直接返回了一个匿名内部类CallAdapter实例,它的adapt方法中返回了一个Call接口实现类ExecutorCallbackCall的实例。

GitHubRetrofit.newInstance().createPop().execute();

public Call<ResponseBody> createPop() {
        Pop pop = retrofit.create(Pop.class);
        return pop.robots();
}

可以看到 pop.robots() 方法返回了一个Call接口实例,也就是ExecutorCallbackCall实例。

调用接口方法创建网络请求

GitHubRetrofit.newInstance().createPop().execute();

接下来分析excute()方法,从以上分析中了解到createPop()方法返回的是ExecutorCallbackCall实例

下面是ExecutorCallbackCall的源码

static final class ExecutorCallbackCall<T> implements Call<T> {
    final Executor callbackExecutor;
    final Call<T> delegate;

    ExecutorCallbackCall(Executor callbackExecutor, Call<T> delegate) {
      this.callbackExecutor = callbackExecutor;
      this.delegate = delegate;
    }
    ...
      
    @Override public Response<T> execute() throws IOException {
      return delegate.execute();
    }
    ...
      
  }

可以看出实际是调用了delegateexecute方法,这里的delegate是一个OkHttpCall实例,是在invoke中最后一行代码return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);中传入的。

以下是OkHttpCallexecute方法的源码实现

@Override public Response<T> execute() throws IOException {
    okhttp3.Call call;

    synchronized (this) {
      if (executed) throw new IllegalStateException("Already executed.");
      executed = true;
      ...   
      call = rawCall;
      if (call == null) {
        try {
          call = rawCall = createRawCall();
        } catch (IOException | RuntimeException e) {
          creationFailure = e;
          throw e;
        }
      }
    }
    ...
    return parseResponse(call.execute());
  }

以上代码中主要做了以下三件事

  • 创建Call实例
  • 调用Callexecute方法
  • 解析响应数据

OkHttpCall.createRawCall

private okhttp3.Call createRawCall() throws IOException {
    Request request = serviceMethod.toRequest(args);
    okhttp3.Call call = serviceMethod.callFactory.newCall(request);
    if (call == null) {
      throw new NullPointerException("Call.Factory returned null.");
    }
    return call;
  }

可以看到是Call实例是由ServiceMethod创建的,分析ServiceMethod.loadServiceMethod方法了解到ServiceMethod类保存了网络请求相关的数据,所以Call实例的创建也应该由其来完成。

ServiceMethodcallFactory是一个OkHttp实例,可以在创建Retrofit实例时传入。

RealCall.execute

@Override public Response execute() throws IOException {
  synchronized (this) {
    if (executed) throw new IllegalStateException("Already Executed");
    executed = true;
  }
  captureCallStackTrace();
  try {
    client.dispatcher().executed(this);
    Response result = getResponseWithInterceptorChain();
    if (result == null) throw new IOException("Canceled");
    return result;
  } finally {
    client.dispatcher().finished(this);
  }
}

从以上代码可以看出,RealCall是将其传给OkHttpClient进行分发执行。

OkHttpCall.parseResponse

Response<T> parseResponse(okhttp3.Response rawResponse) throws IOException {
    ResponseBody rawBody = rawResponse.body();

    // Remove the body's source (the only stateful object) so we can pass the response along.
    rawResponse = rawResponse.newBuilder()
        .body(new NoContentResponseBody(rawBody.contentType(), rawBody.contentLength()))
        .build();

    int code = rawResponse.code();
    if (code < 200 || code >= 300) {
      try {
        // Buffer the entire body to avoid future I/O.
        ResponseBody bufferedBody = Utils.buffer(rawBody);
        return Response.error(bufferedBody, rawResponse);
      } finally {
        rawBody.close();
      }
    }

    if (code == 204 || code == 205) {
      rawBody.close();
      return Response.success(null, rawResponse);
    }

    ExceptionCatchingRequestBody catchingBody = new ExceptionCatchingRequestBody(rawBody);
    try {
      T body = serviceMethod.toResponse(catchingBody);
      return Response.success(body, rawResponse);
    } catch (RuntimeException e) {
      // If the underlying source threw an exception, propagate that rather than indicating it was
      // a runtime exception.
      catchingBody.throwIfCaught();
      throw e;
    }
  }

以上为解析并生成Response实例的过程,主要做了三件事

  • 异常处理
  • 根据响Http Code对数据进行相应处理
  • 使用ServiceMethodtoResponse方法将数据转换为指定格式

ServiceMethod.toResponse的内容是由Retrofit中的Converter.Factory实现类创建出的实例来完成。

相关设计模式

建造者模式

Retrofit.Builder

ServiceMethod.Builder

外观模式

ServiceMethod.oResponse(ResponseBody body)

 R toResponse(ResponseBody body) throws IOException {
    return responseConverter.convert(body);
  }

框架提供了以下几种Coverter.Factory实现

  • GsonConverterFactory
  • GuavaOptionalConverterFactory
  • JacksonConverterFactory
  • Java8OptionalConverterFactory
  • MoshiConverterFactory
  • ProtoConverterFactory
  • ScalarRequestBodyConverter
  • SimpleXmlConverterFactory
  • WireConverterFactory

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