教你写Android网络框架之Http请求的分发与执行

前言

在前两篇博客中,我们已经介绍了SimpleNet框架的基本结构,以及Request、Response、请求队列的实现,以及为什么要这么设计,这么设计的考虑是什么。前两篇博客中已经介绍了各个角色,今天我们就来剖析另外几个特别重要的角色,即NetworkExecutor、HttpStack以及ResponseDelivery,它们分别对应的功能是网络请求线程、Http执行器、Response分发,这三者是执行http请求和处理Response的核心。

我们再来回顾一下,SimpleNet各个角色的分工合作。首先用户需要创建一个请求队列,然后将各个请求添加到请求队列中。多个NetworkExecutor ( 实质上是一个线程 )共享一个消息队列,在各个NetworkExecutor中循环的取请求队列中的请求,拿到一个请求,然后通过HttpStack来执行Http请求,请求完成后最终通过ResponseDelivery将Response结果分发到UI线程,保证请求回调执行在UI线程,这样用户就可以直接在回调中更新UI。执行流程如图1.

图1 

还有不太了解这幅架构图的可以参考专栏中的第一篇博客。

NetworkExecutor

作为SimpleNet中的“心脏”,NetworkExecutor起着非常重要的作用。之所以称之为“心脏”,是由于NetworkExecutor的功能是源源不断地从请求队列中获取请求,然后交给HttpStack来执行。它就像汽车中的发动机,人体中的心脏一样,带动着整个框架的运行。

NetworkExecutor实质上是一个Thread,在run方法中我们会执行一个循环,不断地从请求队列中取得请求,然后交给HttpStack,由于比较简单我们直接上代码吧。


/**
 * 网络请求Executor,继承自Thread,从网络请求队列中循环读取请求并且执行
 * 
 * @author mrsimple
 */
final class NetworkExecutor extends Thread {
    /**
     * 网络请求队列
     */
    private BlockingQueue<Request<?>> mRequestQueue;
    /**
     * 网络请求栈
     */
    private HttpStack mHttpStack;
    /**
     * 结果分发器,将结果投递到主线程
     */
    private static ResponseDelivery mResponseDelivery = new ResponseDelivery();
    /**
     * 请求缓存
     */
    private static Cache<String, Response> mReqCache = new LruMemCache();
    /**
     * 是否停止
     */
    private boolean isStop = false;
    public NetworkExecutor(BlockingQueue<Request<?>> queue, HttpStack httpStack) {
        mRequestQueue = queue;
        mHttpStack = httpStack;
    }
    @Override
    public void run() {
        try {
            while (!isStop) {
                final Request<?> request = mRequestQueue.take();
                if (request.isCanceled()) {
                    Log.d("### ", "### 取消执行了");
                    continue;
                }
                Response response = null;
                if (isUseCache(request)) {
                    // 从缓存中取
                    response = mReqCache.get(request.getUrl());
                } else {
                    // 从网络上获取数据
                    response = mHttpStack.performRequest(request);
                    // 如果该请求需要缓存,那么请求成功则缓存到mResponseCache中
                    if (request.shouldCache() && isSuccess(response)) {
                        mReqCache.put(request.getUrl(), response);
                    }
                }
                // 分发请求结果
                mResponseDelivery.deliveryResponse(request, response);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Log.i("", "### 请求分发器退出");
        }
    }
    private boolean isSuccess(Response response) {
        return response != null && response.getStatusCode() == 200;
    }
    private boolean isUseCache(Request<?> request) {
        return request.shouldCache() && mReqCache.get(request.getUrl()) != null;
    }
    public void quit() {
        isStop = true;
        interrupt();
    }
}
在启动请求队列时,我们会启动指定数量的 NetworkExecutor ( 参考 教你写Android网络框架之Request、Response类与请求队列)。在构造 NetworkExecutor时会将请求队列以及HttpStack注入进来,这样NetworkExecutor就具有了两大元素,即请求队列和HttpStack。然后在run函数的循环中不断地取出请求,并且交给HttpStack执行,其间还会判断该请求是否需要缓存、是否已经有缓存,如果使用缓存、并且已经含有缓存,那么则使用缓存的结果等。在run函数中执行http请求,这样就将网络请求执行在子线程中。执行Http需要HttpStack,但最终我们需要将结果分发到UI线程需要ResponseDelivery,下面我们挨个介绍。


HttpStack

HttpStack只是一个接口,只有一个performRequest函数,也就是执行请求。


/**
 * 执行网络请求的接口
 * 
 * @author mrsimple
 */
public interface HttpStack {
    /**
     * 执行Http请求
     * 
     * @param request 待执行的请求
     * @return
     */
    public Response performRequest(Request<?> request);
}

HttpStack是网络请求的真正执行者,有HttpClientStack和HttpUrlConnStack,两者分别为Apache的HttpClient和java的HttpURLConnection,关于这两者的区别请参考:Android访问网络,使用HttpURLConnection还是HttpClient? 默认情况下,我们会根据api版本来构建对应的HttpStack,当然用户也可以自己实现一个HttpStack,然后通过SimpleNet的工厂函数传递进来。

例如 : 

/**
     * @param coreNums 线程核心数
     * @param httpStack http执行器
     */
    protected RequestQueue(int coreNums, HttpStack httpStack) {
        mDispatcherNums = coreNums;
        mHttpStack = httpStack != null ? httpStack : HttpStackFactory.createHttpStack();
    }
在购置请求队列时会传递HttpStack,如果httpStack为空,则由HttpStackFactory根据api版本生成对应的HttpStack。即api 9以下是HttpClientStack, api 9 及其以上则为HttpUrlConnStack。
/**
 * 根据api版本选择HttpClient或者HttpURLConnection
 * 
 * @author mrsimple
 */
public final class HttpStackFactory {
    private static final int GINGERBREAD_SDK_NUM = 9;
    /**
     * 根据SDK版本号来创建不同的Http执行器,即SDK 9之前使用HttpClient,之后则使用HttlUrlConnection,
     * 两者之间的差别请参考 :
     * http://android-developers.blogspot.com/2011/09/androids-http-clients.html
     * 
     * @return
     */
    public static HttpStack createHttpStack() {
        int runtimeSDKApi = Build.VERSION.SDK_INT;
        if (runtimeSDKApi >= GINGERBREAD_SDK_NUM) {
            return new HttpUrlConnStack();
        }
        return new HttpClientStack();
    }
}

HttpClientStack和HttpUrlConnStack分别就是封装了HttpClient和HttpURLConnection的http请求,构建请求、设置header、设置请求参数、解析Response等操作。针对于这一层,我们没有给出一个抽象类,原因是HttpClient和HttpURLConnection并不属于同一个类族,他们的行为虽然都很相似,但是其中涉及到的一些类型却是不同的。这里我们给出HttpUrlConnStack的示例,最近比较忙,因此写的配置比较简单,有需要的同学自己优化了。


/**
 * 使用HttpURLConnection执行网络请求的HttpStack
 * 
 * @author mrsimple
 */
public class HttpUrlConnStack implements HttpStack {
    /**
     * 配置Https
     */
    HttpUrlConnConfig mConfig = HttpUrlConnConfig.getConfig();
    @Override
    public Response performRequest(Request<?> request) {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        try {
            // 构建HttpURLConnection
            urlConnection = createUrlConnection(request.getUrl());
            // 设置headers
            setRequestHeaders(urlConnection, request);
            // 设置Body参数
            setRequestParams(urlConnection, request);
            // https 配置
            configHttps(request);
            return fetchResponse(urlConnection);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (urlConnection != null) {
                urlConnection.disconnect();
            }
        }
        return null;
    }
    private HttpURLConnection createUrlConnection(String url) throws IOException {
        URL newURL = new URL(url);
        URLConnection urlConnection = newURL.openConnection();
        urlConnection.setConnectTimeout(mConfig.connTimeOut);
        urlConnection.setReadTimeout(mConfig.soTimeOut);
        urlConnection.setDoInput(true);
        urlConnection.setUseCaches(false);
        return (HttpURLConnection) urlConnection;
    }
    private void configHttps(Request<?> request) {
        if (request.isHttps()) {
            SSLSocketFactory sslFactory = mConfig.getSslSocketFactory();
            // 配置https
            if (sslFactory != null) {
                HttpsURLConnection.setDefaultSSLSocketFactory(sslFactory);
                HttpsURLConnection.setDefaultHostnameVerifier(mConfig.getHostnameVerifier());
            }
        }
    }
    private void setRequestHeaders(HttpURLConnection connection, Request<?> request) {
        Set<String> headersKeys = request.getHeaders().keySet();
        for (String headerName : headersKeys) {
            connection.addRequestProperty(headerName, request.getHeaders().get(headerName));
        }
    }
    protected void setRequestParams(HttpURLConnection connection, Request<?> request)
            throws ProtocolException, IOException {
        HttpMethod method = request.getHttpMethod();
        connection.setRequestMethod(method.toString());
        // add params
        byte[] body = request.getBody();
        if (body != null) {
            // enable output
            connection.setDoOutput(true);
            // set content type
            connection
                    .addRequestProperty(Request.HEADER_CONTENT_TYPE, request.getBodyContentType());
            // write params data to connection
            DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(connection.getOutputStream());
            dataOutputStream.write(body);
            dataOutputStream.close();
        }
    }
    private Response fetchResponse(HttpURLConnection connection) throws IOException {
        // Initialize HttpResponse with data from the HttpURLConnection.
        ProtocolVersion protocolVersion = new ProtocolVersion("HTTP", 1, 1);
        int responseCode = connection.getResponseCode();
        if (responseCode == -1) {
            throw new IOException("Could not retrieve response code from HttpUrlConnection.");
        }
        // 状态行数据
        StatusLine responseStatus = new BasicStatusLine(protocolVersion,
                connection.getResponseCode(), connection.getResponseMessage());
        // 构建response
        Response response = new Response(responseStatus);
        // 设置response数据
        response.setEntity(entityFromURLConnwction(connection));
        addHeadersToResponse(response, connection);
        return response;
    }
    /**
     * 执行HTTP请求之后获取到其数据流,即返回请求结果的流
     * 
     * @param connection
     * @return
     */
    private HttpEntity entityFromURLConnwction(HttpURLConnection connection) {
        BasicHttpEntity entity = new BasicHttpEntity();
        InputStream inputStream = null;
        try {
            inputStream = connection.getInputStream();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            inputStream = connection.getErrorStream();
        }
        // TODO : GZIP 
        entity.setContent(inputStream);
        entity.setContentLength(connection.getContentLength());
        entity.setContentEncoding(connection.getContentEncoding());
        entity.setContentType(connection.getContentType());
        return entity;
    }
    private void addHeadersToResponse(BasicHttpResponse response, HttpURLConnection connection) {
        for (Entry<String, List<String>> header : connection.getHeaderFields().entrySet()) {
            if (header.getKey() != null) {
                Header h = new BasicHeader(header.getKey(), header.getValue().get(0));
                response.addHeader(h);
            }
        }
    }
}
代码很简单,就不多说了。

ResponseDelivery

在HttpStack的performRequest函数中,我们会返回一个Response对象,该对象包含了我们请求对应的Response。关于Response类你不太了解的可以参考教你写Android网络框架之Request、Response类与请求队列。我们在NetworkExecutor中执行http请求的最后一步会将结果分发给UI线程,主要工作其实就是将请求的回调执行到UI线程,以便用户可以更新UI等操作。


@Override
    public void run() {
        try {
            while (!isStop) {
                final Request<?> request = mRequestQueue.take();
                if (request.isCanceled()) {
                    Log.d("### ", "### 取消执行了");
                    continue;
                }
                Response response = null;
                if (isUseCache(request)) {
                    // 从缓存中取
                    response = mReqCache.get(request.getUrl());
                } else {
                    // 从网络上获取数据
                    response = mHttpStack.performRequest(request);
                    // 如果该请求需要缓存,那么请求成功则缓存到mResponseCache中
                    if (request.shouldCache() && isSuccess(response)) {
                        mReqCache.put(request.getUrl(), response);
                    }
                }
                // 分发请求结果
                mResponseDelivery.deliveryResponse(request, response);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Log.i("", "### 请求分发器退出");
        }
    }
不管是从缓存中获取还是从网络上获取,我们得到的都是一个Response对象,最后我们通过ResponseDelivery对象将结果分发给UI线程。

ResponseDelivery其实就是封装了关联了UI线程消息队列的Handler,在deliveryResponse函数中将request的deliveryResponse执行在UI线程中。既然我们有了关联了UI线程的Handler对象,那么直接构建一个Runnable,在该Runnable中执行request的deliveryResponse函数即可。在Request类的deliveryResponse中,又会调用parseResponse解析Response结果,返回的结果类型就是Request<T>中的T,这个T是在Request子类中指定,例如JsonRequest,那么返回的Response的结果就是JSONObject。这样我们就得到了服务器返回的json数据,并且将这个json结果通过回调的形式传递给了UI线程。用户就可以在该回调中更新UI了。

这其中主要就是抽象和泛型,写框架很多时候泛型是很重要的手段,因此熟悉使用抽象和泛型是面向对象开发的重要一步。

ResponseDelivery代码如下 :

/**
 * 请求结果投递类,将请求结果投递给UI线程
 * 
 * @author mrsimple
 */
class ResponseDelivery implements Executor {
    /**
     * 主线程的hander
     */
    Handler mResponseHandler = new Handler(Looper.getMainLooper());
    /**
     * 处理请求结果,将其执行在UI线程
     * 
     * @param request
     * @param response
     */
    public void deliveryResponse(final Request<?> request, final Response response) {
        Runnable respRunnable = new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                request.deliveryResponse(response);
            }
        };
        execute(respRunnable);
    }
    @Override
    public void execute(Runnable command) {
        mResponseHandler.post(command);
    }
}

Request类的deliveryResponse函数。


/**
     * 处理Response,该方法运行在UI线程.
     * 
     * @param response
     */
    public final void deliveryResponse(Response response) {
        T result = parseResponse(response);
        if (mRequestListener != null) {
            int stCode = response != null ? response.getStatusCode() : -1;
            String msg = response != null ? response.getMessage() : "unkown error";
            mRequestListener.onComplete(stCode, result, msg);
        }
    }

这样,整个请求过程就完成了。下面我们总结一下这个过程。

不同用户的服务器返回的数据格式是不一致的,因此我们定义了Request<T>泛型基类,泛型T就是返回的数据格式类型。比如返回的数据格式为json,那对应的请求就是JsonRequest,泛型T为JSONObject,在JsonRequest中覆写parseResponse函数,将得到的Response中的原始数据转换成JSONObject。然后将请求放到队列中,NetworkExecutor将请求分发给HttpStack执行,执行完成之后得到Response对象,最终ResponseDelivery将结果通过请求回调投递到UI线程。


Github链接

https://github.com/bboyfeiyu/simple_net_framework

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