OkHttp使用完全教程

上一节我们讲述了Http请求的过程, 这一节我们就讲述下OkHttp是怎么完成Http请求的.

1. 历史上Http请求库优缺点

在讲述OkHttp之前, 我们看下没有OkHttp的时代, 我们是如何完成http请求的.
在没有OkHttp的日子, 我们使用HttpURLConnection或者HttpClient. 那么这两者都有什么优缺点呢? 为什么不在继续使用下去呢?
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, 但是正是由于庞大的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.
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, 一般的推荐是在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, 并且有压缩和缓存机制, 并且Android团队后续会继续优化HttpURLConnection.

但是, 上面两个类库和OkHttp比起来就弱爆了, 因为OkHttp不仅具有高效的请求效率, 并且提供了很多开箱即用的网络疑难杂症解决方案.
– 支持HTTP/2, HTTP/2通过使用多路复用技术在一个单独的TCP连接上支持并发, 通过在一个连接上一次性发送多个请求来发送或接收数据
– 如果HTTP/2不可用, 连接池复用技术也可以极大减少延时
– 支持GZIP, 可以压缩下载体积
– 响应缓存可以直接避免重复请求
– 会从很多常用的连接问题中自动恢复
– 如果您的服务器配置了多个IP地址, 当第一个IP连接失败的时候, OkHttp会自动尝试下一个IP
– OkHttp还处理了代理服务器问题和SSL握手失败问题

使用 OkHttp 无需重写您程序中的网络代码。OkHttp实现了几乎和Java.net.HttpURLConnection一样的API。如果你用了 Apache HttpClient,则OkHttp也提供了一个对应的okhttp-apache 模块。

还有一个好消息, 从Android 4.4起, 其HttpURLConnection的内部实现已经变为OkHttp, 您可以参考这两个网页:爆栈网Twitter.

2. OkHttp类与http请求响应的映射

在讲解OkHttp使用之前, 再看下我们Http请求和响应都有哪些部分组成.

2.1 http请求

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所以一个类库要完成一个http请求, 需要包含 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. 看下图:

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其中HttpUrl类代表请求地址, String method代表请求方法, Headers代表请求头, RequestBody代表请求体. Object tag这个是用来取消http请求的标志, 这个我们先不管. 这里也许你在疑惑, 请求协议呢? 为什么没有请求协议对应的类. 且听我慢慢道来, 下面就会讲到这个问题.

2.1.1 请求协议的协商升级

目前, Http/1.1在全世界大范围的使用中, 直接废弃跳到http/2肯定不现实. 不是每个用户的浏览器都支持http/2的, 也不是每个服务器都打算支持http/2的, 如果我们直接发送http/2格式的协议, 服务器又不支持, 那不是挂掉了! 总不能维护一个全世界的网站列表, 表示哪些支持http/2, 哪些不支持?
为了解决这个问题, 从稍高层次上来说, 就是为了更方便地部署新协议, HTTP/1.1 引入了 Upgrade 机制. 这个机制在 RFC7230 的「6.7 Upgrade」这一节中有详细描述.
简单说来, 就是先问下你支持http/2么? 如果你支持, 那么接下来我就用http/2和你聊天. 如果你不支持, 那么我还是用原来的http/1.1和你聊天.

1.客户端在请求头部中指定ConnectionUpgrade两个字段发起 HTTP/1.1 协议升级. HTTP/2 的协议名称是 h2c, 代表 HTTP/2 ClearText.

2.如果服务端不同意升级或者不支持 Upgrade 所列出的协议,直接忽略即可(当成 HTTP/1.1 请求,以 HTTP/1.1 响应).

如果服务端同意升级,那么需要这样响应:

HTTP Upgrade 响应的状态码是 101,并且响应正文可以使用新协议定义的数据格式。

这样就可以完成从http/1.1升级到http/2了. 同样也可以从http/1.1升级到WebSocket.

这样, 你就了解了为什么OkHttp没有指定具体请求协议了吧. 因为OkHttp使用了请求协议的协商升级, 无论是1.1还是2, 都先只以1.1来发送, 并在发送的信息头里包含协议升级字段. 接下来就看服务器是否支持协议升级了. OkHttp使用的协议升级字段是ALPN, 如果有兴趣, 可以更深入的查阅相关资料.

2.1.2 OkHttp请求

接下来我们构造一个http请求, 并查看请求具体内容.

我们看下在内存中, 这个请求是什么样子的, 是否如我们上文所说和请求方法, 请求地址, 请求头, 请求体一一对应.

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2.2 http响应

我们看下一个http响应由哪些部分组成, 先看下响应组成图:

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可以看到大体由应答首行, 应答头, 应答体构成. 但是应答首行表达的信息过多, HTTP/1.1表示访问协议, 200是响应码, OK是描述状态的消息. 根据单一职责, 我们不应该把这么多内容用一个应答首行来表示. 这样的话, 我们的响应就应该由访问协议, 响应码, 描述信息, 响应头, 响应体来组成.

2.2.1 OkHttp响应

我们看下OkHttp库怎么表示一个响应:

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可以看到Response类里面有Protocol代表请求协议, int code代表响应码, String message代表描述信息, Headers代表响应头, ResponseBody代表响应体. 当然除此之外, 还有Request代表持有的请求, Handshake代表SSL/TLS握手协议验证时的信息, 这些额外信息我们暂时不问.

有了刚才说的OkHttp响应的类组成, 我们看下OkHttp请求后响应在内存中的内容:

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可以看到和我们的分析十分一致.

讲了OkHttp里的请求类和响应类, 我们接下来就可以直接讲述OkHttp的使用方法了.

3 HTTP GET

3.1 同步GET

同步GET的意思是一直等待http请求, 直到返回了响应. 在这之间会阻塞进程, 所以通过get不能在Android的主线程中执行, 否则会报错.

OkHttpClient实现了Call.Factory接口, 是Call的工厂类, Call负责发送执行请求和读取响应.
Request代表Http请求, 通过Request.Builder辅助类来构建.
client.newCall(request)通过传入一个http request, 返回一个Call调用. 然后执行execute()方法, 同步获得
Response代表Http请求的响应. response.body()是ResponseBody类, 代表响应体, 可以通过responseBody.string()获得字符串的表达形式, 或responseBody.bytes()获得字节数组的表达形式, 这两种形式都会把文档加入到内存. 也可以通过responseBody.charStream()和responseBody.byteStream()返回流来处理.

上述代码完成的功能是下载一个文件, 打印他的响应头, 以string形式打印响应体.
响应体的string()方法对于小文档来说十分方便高效. 但是如果响应体太大(超过1MB), 应避免使用 string()方法, 因为它会将把整个文档加载到内存中.
对于超过1MB的响应body, 应使用流的方式来处理响应body. 这和我们处理xml文档的逻辑是一致的, 小文件可以载入内存树状解析, 大文件就必须流式解析.

3.2 异步GET

异步GET是指在另外的工作线程中执行http请求, 请求时不会阻塞当前的线程, 所以可以在Android主线程中使用.
下面是在一个工作线程中下载文件, 当响应可读时回调Callback接口. 当响应头准备好后, 就会调用Callback接口, 所以读取响应体时可能会阻塞. OkHttp现阶段不提供异步api来接收响应体。

4 HTTP POST

4.1 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).

4.2 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.

4.3 Post方式提交文件

以文件作为请求体是十分简单的。

4.4 Post方式提交表单

使用FormEncodingBuilder来构建和HTML<form>标签相同效果的请求体. 键值对将使用一种HTML兼容形式的URL编码来进行编码.

4.5 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.

5. 其他用法

5.1 提取响应头

典型的HTTP头像是一个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, 像Guava的Multimap.
例如: HTTP响应里面提供的Vary响应头, 就是多值的. OkHttp的api试图让这些情况都适用.
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.

5.2 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.

5.3 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.

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.

5.3.1 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:

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.

5.3.2 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:

5.4 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.

5.5 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.

5.6 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。

5.7 处理验证

这部分和HTTP AUTH有关.

5.7.1 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

5.7.2 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.

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:

当重试次数超过定义的次数, 你若想跳过认证, 可以这样做:

这样, 对OkHttp的使用我们就讲完了, 下一节会讲OkHttp内部实现.

谢谢下列文章:
http://www.blogjava.net/yongboy/archive/2015/03/18/423570.html
http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/androidkaifa/2015/0106/2275.html
http://www.jianshu.com/p/aad5aacd79bf
https://imququ.com/post/protocol-negotiation-in-http2.html
http://blog.csdn.net/wwwsq/article/details/7255062

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关于作者:万斯阿隆

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