Android 中 HttpURLConnection 使用详解

认识Http协议

Android中发送http网络请求是很常见的,要有GET请求和POST请求。一个完整的http请求需要经历两个过程:客户端发送请求到服务器,然后服务器将结果返回给客户端,如下图所示:

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  • 客户端->服务器
    客户端向服务器发送请求主要包含以下信息:请求的Url地址、请求头以及可选的请求体,打开百度首页,客户端向服务器发送的信息如下所示:

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    • 请求URL(Request URL)
      上图中的Request URL就是请求的Url地址,即https://www.baidu.com,该Url没有附加其他的参数。其实可以通过?和&符向URL地址后面追加一系列的键值对参数,比如地址https://www.baidu.com/s?ie=utf-8&wd=Android,该Url包含两个键值对,ie=utf-8,以及wd=Android,ie和wd是key,utf-8和Android分别是其对应的value,服务端可以获取ie和wd所对应的value的值。由此我们可以看出,Url可以携带额外的数据信息。一般情况下,URL的长度不能超过2048个字符,即2KB,超过此限制的话服务器可能就不识别。
    • 请求头(Request Headers)
      上图中Request Headers部分就是请求头,请求头其实也是一些键值对,不过这些键值通常都是W3C定义了的一些标准的Http请求头的名称,请求头包含了客户端想告诉服务端的一些元数据信息,注意是元数据,而不是数据,比如请求头User-Agent会告诉服务器这条请求来自于什么浏览器,再比如请求头Accept-Encoding会告诉服务器客户端支持的压缩格式。除了这些标准的请求头,我们还可以添加自定义的请求头。
    • 请求体(Request Body)
      之前我们提到,URL的最大长度就是2048个字符,如果我们发送的数据很大,超过了2KB怎么办?我们可以将很大的数据放到请求体中,GET请求不支持请求体,只有POST请求才能设置请求体。请求体中可以放置任意的字节流,从而可以很方便地发送任意格式的数据,服务端只需要读取该输入流即可。
  • 服务器->客户端
    服务器接收到客户端发来的请求后,会进行相应的处理,并向客户端输出信息,输出的信息包括响应头和响应体。

    • 响应头 (Response Headers)
      响应头也是一些键值对,如下所示:

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  • 响应头包含了服务器想要告诉客户端的一些元数据信息,注意不是数据,是元数据,比如通过响应头Content-Encoding告诉客户端服务器所采用的压缩格式,响应头Content-Type告诉客户端响应体是什么格式的数据,再比如服务端可以通过多个Set-Cookie响应头向客户端写入多条Cookie信息,等等。刚刚提到的几个请求头都是W3C规定的标准的请求头名称,我们也可以在服务端向客户端写入自定义的响应头。
  • 响应体 (Response Body)
    响应体是服务端向客户端传输的实际的数据信息,本质就是一堆字节流,可以表示文本,也可以表示图片或者其他格式的信息,如下所示:

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GET vs POST

Http协议支持的操作有GET、POST、HEAD、PUT、TRACE、OPTIONS、DELETE,其中最最常用的还是GET和POST操作,下面我们看一下GET和POST的区别。

GET:

  • GET请求可以被缓存。
  • 我们之前提到,当发送键值对信息时,可以在URL上面直接追加键值对参数。当用GET请求发送键值对时,键值对会随着URL一起发送的。
  • 由于GET请求发送的键值对时随着URL一起发送的,所以一旦该URL被黑客截获,那么就能看到发送的键值对信息,所以GET请求的安全性很低,不能用GET请求发送敏感的信息(比如用户名密码)。
  • 由于URL不能超过2048个字符,所以GET请求发送数据是有长度限制的。
  • 由于GET请求较低的安全性,我们不应该用GET请求去执行增加、删除、修改等的操作,应该只用它获取数据。

POST:

  • POST请求从不会被缓存。
  • POST请求的URL中追加键值对参数,不过这些键值对参数不是随着URL发送的,而是被放入到请求体中发送的,这样安全性稍微好一些。
  • 应该用POST请求发送敏感信息,而不是用GET。
  • 由于可以在请求体中发送任意的数据,所以理论上POST请求不存在发送数据大小的限制。
  • 当执行增减、删除、修改等操作时,应该使用POST请求,而不应该使用GET请求。

HttpURLConnection vs DefaultHttpClient

在Android API Level 9(Android 2.2)之前之能使用DefaultHttpClient类发送http请求。DefaultHttpClient是Apache用于发送http请求的客户端,其提供了强大的API支持,而且基本没有什么bug,但是由于其太过复杂,Android团队在保持向后兼容的情况下,很难对DefaultHttpClient进行增强。为此,Android团队从Android API Level 9开始自己实现了一个发送http请求的客户端类——–HttpURLConnection。

相比于DefaultHttpClient,HttpURLConnection比较轻量级,虽然功能没有DefaultHttpClient那么强大,但是能够满足大部分的需求,所以Android推荐使用HttpURLConnection代替DefaultHttpClient,并不强制使用HttpURLConnection。

但从Android API Level 23(Android 6.0)开始,不能再在Android中使用DefaultHttpClient,强制使用HttpURLConnection。


Demo介绍

为了演示HttpURLConnection的常见用法,我做了一个App,界面如下所示:

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主界面MainActivity有四个按钮,分别表示用GET发送请求、用POST发送键值对数据、用POST发送XML数据以及用POST发送JSON数据,点击对应的按钮会启动NetworkActivity并执行相应的操作。

NetworkActivity的源码如下所示,此处先贴出代码,后面会详细说明。

这个App是用来发送http请求的客户端,除此之外,我还创建了一个JSP的WebProject作为服务端,用Servlet对客户端发来的请求进行处理,Servlet的代码如下所示:


发送GET请求

由于网络请求耗时而且会阻塞当前线程,所以我们将发送http请求的操作都放到NetworkAsyncTask中,NetworkAsyncTask是继承自AsyncTask。

点击”GET”按钮后,界面如下所示:

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GET请求是最简单的http请求,其发送请求的代码如下所示:

上面的注释写的比较详细了,此处对代码进行一下简单说明。

  • 我们在URL的后面添加了?name=孙群&age=27,这样就相当于添加了两个键值对,其形式如?key1=value1&key2=value2&key3=value3,在?后面添加键值对,键和值之间用=相连,键值对之间用&分隔,服务端可以读取这些键值对信息。
  • HttpURLConnection默认就是用GET发送请求,当然也可以用conn.setRequestMethod(“GET”)将其显式地设置为GET请求。
  • 通过setRequestProperty方法可以设置请求头,既可以是标准的请求头,也可以是自定义的请求头,此处我们设置了自定义的请求头action,用于服务端判断请求的类型。
  • GET请求容易被缓存,我们可以用conn.setUseCaches(false)禁用缓存。
  • 通过调用connect方法可以让客户端和服务器之间建立TCP连接,建立连接之后不会立即传输数据,只是表示处于connected状态了。该方法不必显式调用,因为在之后的getInputStream方法中会隐式地调用该方法。
  • 调用HttpURLConnection的getInputStream()方法可以获得响应结果的输入流,即服务器向客户端输出的信息,需要注意的是,getInputStream()方法的调用必须在一系列的set方法之后进行。
  • 然后在方法getBytesByInputStream中,通过输入流的read方法得到字节数组,read方法是阻塞式的,每read一次,其实就是从服务器上下载一部分数据,直到将服务器的输出全部下载完成,这样就得到响应体responseBody了。
  • 我们可以通过getReqeustHeader方法读取请求头,代码如下所示:

  • 通过方法getHeaderFieldKey可以获得响应头的key值,通过方法getHeaderField可以获得响应头的value值。

在后台的Servelt中将键值对信息重新原样写入到客户端,服务端的代码如下所示:

在接收到服务端返回的数据后,在AsyncTask的onPostExecute方法中会将Url、请求头、响应头、响应体的值展示在UI上。


用POST发送键值对数据

点击”POST KEY VALUE”按钮,可以用POST发送键值对数据,界面如下所示:

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代码如下所示:

使用POST发送请求的代码与用GET发送请求的代码大部分类似,我们只对其中不同的地方做下说明。

  • 需要通过setRequestMethod将conn设置成POST方法。
  • 如果想用POST发送请求体,那么需要调用setDoOutput方法,将其设置为true。
  • 通过conn.getOutputStream()获得输出流,可以向输出流中写入请求体,最后记得调用输出流的flush方法,注意此时并没有真正将请求体发送到服务器端。
  • 当调用getInputStream方法后,才真正将请求体的内容发送到服务器。

在我们的服务器端的Servlet中,在接收到POST请求发送的键值对数据后,也只是简单地将键值对数据原样写入给客户端,具体代码参见上文,不再赘述。


用POST发送XML数据

点击”POST XML”按钮,可以用POST发送XML数据,界面如下所示:

 

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代码如下所示:

上面的代码与用POST发送键值对的代码很相似,对其进行简单说明。

  • 上述代码通过getBytesFromAssets方法读取了assets目录下的person.xml文件,将xml文件的字节流作为请求体requestBody,然后将该请求体发送到服务器。
  • person.xml文件如下所示:

<person>标签对应着Person类,Person类代码如下所示:

  • 服务端接收到客户端发送来的XML数据之后,只是简单的将其原样写回到客户端,即客户端接收到的响应体还是原来的XML数据,然后客户端通过parseXmlResultByBytes方法对该XML数据进行解析,将字节数组转换成List<Person>,parseXmlResultByBytes代码如下所示:

该方法使用了自定义的XmlParser类对XML数据进行解析,其源码如下所示:


用POST发送JSON数据

点击”POST JSON”按钮,可以用POST发送JSON数据,界面如下所示:

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代码如下所示:

上面的代码与用POST发送XML的代码很相似,对其进行简单说明。

  • 上述代码通过getBytesFromAssets方法读取了assets目录下的person.json文件,将json文件的字节流作为请求体requestBody,然后将该请求体发送到服务器。
  • person.json文件如下所示:

  • persons数组中的每个元素都对应着一个Person对象。
  • 服务端接收到客户端发送来的JSON数据之后,只是简单的将其原样写回到客户端,即客户端接收到的响应体还是原来的JSON数据,然后客户端通过parseJsonResultByBytes方法对该XML数据进行解析,将字节数组转换成List,parseXmlResultByBytes代码如下所示:

该方法又使用了自定义的JsonParset类,源码如下所示:


其他

  • 如果Http请求体的数据很大,就可以认为该请求主要是完成数据上传的作用;如果响应体的数据很大,就可以认为该请求主要完成数据下载的作用。
  • 上面我们通过demo演示了如何上传XML文件和JSON文件,并对二者进行解析。在上传的过程中,Android要写入Content-Length这个请求头,Content-Length就是请求体的字节长度,注意是字节长度,而不是字符长度(汉字等会占用两个字节)。默认情况下,Android为了得到Content-Length的长度,Android会把请求体放到内存中的,直到输出流调用了close方法后,才会读取内存中请求体的字节长度,将其作为请求头Content-Length。当要上传的请求体很大时,这会非常占用内存,为此Android提供了两个方法来解决这个问题。
    • setFixedLengthStreamingMode (int contentLength)
      如果请求体的大小是知道的,那么可以调用HttpURLConnection的setFixedLengthStreamingMode (int contentLength) 方法,该方法会告诉Android要传输的请求头Content-Length的大小,这样Android就无需读取整个请求体的大小,从而不必一下将请求体全部放到内存中,这样就避免了请求体占用巨大内存的问题。
    • setChunkedStreamingMode (int chunkLength)
      如果请求体的大小不知道,那么可以调用setChunkedStreamingMode (int chunkLength)方法。该方法将传输的请求体分块传输,即将原始的数据分成多个数据块,chunkLength表示每块传输的字节大小。比如我们要传输的请求体大小是10M,我们将chunkLength设置为1024 * 1024 byte,即1M,那么Android会将请求体分10次传输,每次传输1M,具体的传输规则是:每次传输一个数据块时,首先在一行中写明该数据块的长度,比如1024 * 1024,然后在后面的一行中写入要传输的数据块的字节数组,再然后是一个空白行,这样第一数据块就这样传输,在空白行之后就是第二个数据块的传输,与第一个数据块的格式一样,直到最后没有数据块要传输了,就在用一行写明要传输的字节为0,这样在服务器端就知道读取完了整个请求体了。如果设置的chunkLength的值为0,那么表示Android会使用默认的一个值作为实际的chunkLength。使用setChunkedStreamingMode方法的前提是服务器支持分块数据传输,分块数据传输是从HTTP 1.1开始支持的,所以如果你的服务器只支持HTTP 1.0的话,那么不能使用setChunkedStreamingMode方法。

希望本文对大家使用HttpURLConnection有所帮助!

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