Android 經常使用開源框架源碼解析系列（二）網絡框架之一 OkHttp雜題

時間 2019-12-20

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一、Android基礎網絡編程：socket、HttpClient、HttpURLConnection

1.1 Socket 定義

是一個對TCP/IP協議進行封裝的編程調用接口，自己不是一種協議是接口Api！！

成堆出現，一對套接字：包括ip地址和端口號

基於應用層和傳輸層抽象出來的一個層。App能夠經過該層發送、接收數據，並經過Socket將App添加到網絡當中

簡單來講就是應用與外部通訊的端口，提供了兩端數據的傳輸的通道

1.2 Socket通訊模型

基於TCP和UDP協議的兩種模型

TCP：採用字節流協議來提供可靠的字節流服務
UDP：採用數據報文的形勢提供數據，打包的形勢發送服務

1.3 Socket與Http對比

Android與服務器的通訊方式

（1）Http通訊

基於請求-響應方式； 屬於應用層； 解決如何包裝數據的問題

（2）Socket通訊

採用服務器主動發送數據的方式， Socket屬於傳輸層；解決數據如何在網絡中傳輸

1.4 Socket實現

/**

* Tcp 客戶端Socket

public void TcpSendMessage(String msg) {

Socket socket = null;

OutputStream outputStream = null;

InputStream inputStream = null;

try {

//一、建立客戶端Socket對象，傳入目標主機名orId地址和端口號

socket = new Socket("192.168.1.1", 8080);

//二、經過socket獲取輸出流

outputStream = socket.getOutputStream();

//三、寫入輸出流操做

outputStream.write(msg.getBytes());

//四、關閉socket操做,msg寫入結束 ps：不調用會形成服務器端消息返回的沒法獲取

socket.shutdownOutput();

//五、msg的IO流讀取操做

inputStream = socket.getInputStream();

byte[] b = new byte[1024];

int len = -1;

final StringBuffer sb = new StringBuffer();

while ((len = inputStream.read(b)) != -1) {

sb.append(new String(b, 0, len, Charset.forName("gbk")));

}

//todo 在主線程中更新Ui

} catch (UnknownHostException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} finally {

//注意，輸出流不須要關閉，由於它不是建立的而是經過Socket中獲得輸出流對象獲取的

if ((socket != null)) {

try {

socket.close();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

/**

* Tcp 服務器Socket

public void ServerMessage() {

ServerSocket server = null;

Socket socket = null;

try {

//一、建立服務器Socket對象並監聽須要的端口號

server = new ServerSocket(8888);

while (true) {

//二、接收客戶端發送的請求；ps：若客戶端沒有發送數據，該線程會停滯,accept中會阻塞

socket = server.accept();

//三、獲取輸入流

InputStream inputStream = socket.getInputStream();

//四、建立緩存輸入流進行數據的讀入

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);

byte[] b = new byte[1024];

int len = -1;

while ((len = bis.read()) != -1) {

System.out.println(new String(b, 0, len, "UTF-8"));

}

socket.shutdownInput();

OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

outputStream.write("收到".getBytes());

bis.close();

socket.close();//serverSocket不能被關閉！

socket = null;

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

1.4 HttpClient 和 HttpURLConnection

基本的HttpURLConnection連接一個簡單Get實例：

/**

* HttpURLConnection

public static void readContentFromGet() throws IOException {

//一、拼接get請求字符串

String getURL = "GET_URL" + "？username= " + URLEncoder.encode("fat-man", "UTF-8");

//二、建立URL對象

URL getUrl = new URL(getURL);

//三、代表這個connection只能發送一個請求

HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) getUrl .openConnection();

//四、創建連接，這時並無將真正請求發送給服務器端

connection .connect();

//取得輸入流，並使用Reader讀取,getInputStream()方法將真正的請求發送給服務器端

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader

( connection .getInputStream()));

String lines;

while ((lines = reader.readLine()) != null) {

System.out.println(lines);

}

reader .close();

//斷開連接,關閉底層Socket連接

connection .disconnect();

}

二、瞭解WebSocket？知道和Socket的區別？OkHttp是如何處理WebSocket的相關問題

2.1 WebSocket

推送- 輪詢是特定的時間間隔，由瀏覽器對服務器發送Http請求，而後由服務器返回最新的數據給客戶端的瀏覽器。

短輪詢

提交表單的形勢進行數據傳遞；

缺陷：在某個時間段Server沒有更新數據，但Client端仍然每隔一段時間發送請求來詢問，因此這段時間內的詢問都是無效的，冗餘數據。

長輪詢

服務器端接收request請求後不會當即返回數據response給客戶端，會檢查數據是否有更新。若是有更新了就會返回給客戶端數據，若是沒有更新則不返回。

缺陷：

浪費帶寬
Http Head 過大實際body缺不大
消耗服務器CPU佔用

WebSocket

WebSocket一旦創建了兩端的鏈接，能夠不斷的進行通訊，是一種全雙通的通訊模式。

2.2 WebSocket 與Http

Http是懶惰的協議，有接收纔有響應

WebSocket是全雙向通訊網絡協議，server主動向client發送數據

2.3 WebSocket 與Socket

Socket 首先要明白是一種接口並非一貫協議

WebSocket是同等級的網絡協議

二者沒有任何關係

本質上是一個基於TCP的協議
向服務器發起一個HTTP請求 /「Upgrade WebSocket」
服務器端解析頭信息

2.4 OkHttp是如何處理WebSocket的

private Handler handler = new Handler() {

@Override

public void handleMessage(Message msg) {

super.handleMessage(msg);

}

};

/**

* WebSocketListener 運行在工做線程的

private final class EchoWebSocketListener extends WebSocketListener {

//WebSocket 和遠程服務器端創建連接

@Override

public void onOpen(WebSocket webSocket, Response response) {

// super.onOpen(webSocket, response);

//OkHttp使用本身的後臺發送數據，不用擔憂sendMessage1會阻塞當前線程的問題

webSocket.send("xxx");

//發送消息已經完成

webSocket.close(1000, "ss");

}

/**

* onMessage()中與主線程的交互要很是很是當心！！與主線程用handler交互能夠

@Override

public void onMessage(WebSocket webSocket, String text) {

// super.onMessage(webSocket, text);

setText("onMessage :" + text);

handler.sendEmptyMessage(0);

}

//遠端已經沒有數據的狀況,準備關閉WebSocket連接可是尚未關閉

@Override

public void onClosing(WebSocket webSocket, int code, String reason) {

// super.onClosing(webSocket, code, reason);

setText("onClosed:" + code + "/" + reason);

}

//這個連接已經徹底被關閉了

@Override

public void onClosed(WebSocket webSocket, int code, String reason) {

// super.onClosed(webSocket, code, reason);

setText("onClosed:" + code + "/" + reason);

}

@Override

public void onFailure(WebSocket webSocket, Throwable t, Response response) {

// super.onFailure(webSocket, t, response);

setText("onFailure:" + t + "/" + response);

}

三、Http如何處理緩存？OkHttp如何處理緩存相關問題？

強制緩存

（1）Expires 過時時間 —Http1.0

值表示服務器端返回的到期時間；

下一次請求時候，請求的時間 < 服務端返回的到期時間 —》會直接使用緩存數據

缺陷：

到期時間是由服務器端生成的，會與客戶端的時間形成偏差

（2）Cache-Control

Cache-control 是由 服務器返回的Response中添加的頭信息；

做用是告訴用戶是從本地讀取緩存仍是從服務端獲取消息

Cache-Control的取值：

private ：表示客戶端能夠取緩存
public ：表示客戶端和代理服務器均可以緩存
max-age：表示緩存內容在多少秒後失效
no-cache：表示強制緩存的標識沒法處理緩存
no-store：表示不進行緩存

對比緩存——網絡協議

一、首先須要進行比較判斷是否可使用緩存

二、服務器會將緩存標識與數據一塊兒返回給客戶端

流程：

再次請求數據——>

if(有緩存 != null) {

if(是否過時？){

沒過時直接從緩存讀取數據

}else if( 沒法判斷是否已通過期){

// 進行對比緩存檢查

if(判斷ETag 標準){

向web服務器請求帶If-None-Match—— 二者進行匹配！

資源有改動返回200，請求響應；無改動返回304 直接從緩存讀取

}else if(ETag != null){

if(Last-Modified == null ){

向服務器請求帶If-Modified-Since

有改動返回200 ，請求響應；無改動返回304 直接從緩存讀取

}

當前資源是否被改動過，改動過返回200，再去請求響應，沒有改動過返回304

ETag / If-None-Match 成對出現

ETag : 服務器端響應請求時候，告訴瀏覽器當前資源在服務器的惟一標識

ps：生成規則由服務器端決定惟一標識與下面的進行匹配

If-None-Match：再次請求服務器時候，經過此字段通知服務器客戶端緩存數據的惟一標識

Last-Modified / If-Modefied-Since 成對出現

Last-Modified : 服務器在響應請求時，告訴瀏覽器資源的最後修改時間
If-Modefied-Since ：再次請求服務器時，瀏覽器通知服務器端上次請求時，服務器返回的資源最後修改時間

四、斷點續傳的原理？如何實現？OkHttp中如何實現相關原理？

4.1 斷點續傳

斷點續傳：從文件已經下載完的地方開始繼續下載

實現：客戶端發送給瀏覽器端的請求頭報文當中，添加此次下載從什麼位置開始的新條件

RANGE:bytes = 200080 -

代表此次從資源的 200080位置開始下載

在Java中用HttpURLConnection 實現：

public void doBreakDownLoadJava() {

URL url = null;

try {

//一、建立URL對象

url = new URL(" http://www.sjtu.edu.cn/down.zip");

//二、經過URL建立 HttpURLConnection,由它完成網絡請求

HttpURLConnection httpURLConnection = (HttpURLConnection) url .openConnection();

//三、經過setRequestProperty ,建立請求頭部信息，設置斷點續傳的開始位置

httpURLConnection. setRequestProperty("RANGE", "bytes=2000080」);

InputStream inputStream = httpURLConnection.getInputStream();

//四、獲取到流信息保存到文件中,用字節進行指定的讀取

RandomAccessFile oSaveFile = new RandomAccessFile("down.zip", "rw");

long nPos = 2000070;

//五、代表文件讀取的位置

oSaveFile .seek(nPos);

//常規IO流讀寫操做

byte[] b = new byte[1024];

int nRead;

while ((nRead = inputStream.read(b, 0, 1024)) > 0) {

//六、對文件寫入操做

oSaveFile. write(b, 0, nRead);

}

} catch (MalformedURLException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

OkHttp中相關實現實例：

/**

* OkHttp斷點續傳

public void doDownloadWithOkHttp() {

InputStream is = null;

RandomAccessFile savedFie = null;

File file;

//一、首先記錄已經下載的文件長度

long downloadLength = 0;

String downloadUrl = "www.baidu.com/wenku/o2232.txt";

String filename = downloadUrl.substring(downloadUrl.lastIndexOf("/"));

File directory = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS);

file = new File(directory + filename);

//二、判斷下載的文件是否存在，存在的話下載長度範圍賦值

if (file.exists()) {

downloadLength = file.length();

}

long contentLength = getContentLength(downloadUrl);

//三、建立OkHttpClient對象

OkHttpClient client = new OkHttpClient();

//四、建立Request對象,經過addHeader加頭部信息添加到請求裏,代表下載的範圍

Request request = new Request.Builder()

.addHeader("RANGE", "bytes=" + downloadLength + "-")

.url(downloadUrl)

.build();

//五、開啓一個同步請求

try {

Response response = client.newCall(request).execute();

//六、根據Response進行判斷

if (request != null) {

is = request.body().byteStream();

savedFie = new RandomAccessFile(file, "rw");

//七、跳過已經下載的字節

savedFie.seek(downloadLength);

byte[] b = new byte[1024];

int total = 0;

int len;

while ((len = is.read()) != -1) {

total += len;

savedFie.write(b, 0, len);

//八、計算已經下載的百分比

int progress = (int) ((total + downloadLength) * 100 / contentLength);

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

五、多線程下載原理，OkHttp如何實現？

多線程下載：每一個線程只負責下載文件的一部分，也就是分段加載。

5.1 Java中多線程

在Java中多線程的下載實例：

/**

* 多線程下載

public void download() throws Exception {

URL url = new URL(path);

HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

connection.setRequestMethod("GET");

connection.setConnectTimeout(10000);

//根據connection的ResponseCode來進行相應的操做

int code = connection.getResponseCode();

if (code == 200) {

//獲取資源文件大小

int connectionLength = connection.getContentLength();

//在本地建立一個與資源一樣大小的文件來佔位

RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(

new File(targetfilePath, getFilePath));

//在本地建立一個佔位文件

randomAccessFile.setLength(connectionLength);

//計算每個線程加載的數量

int blockSize = connectionLength / threadCount;

//爲每個線程分配任務

for (int threadId = 0; threadId < threadCount; threadId++) {

//線程開始/結束下載的位置

int startIndex = threadId * blockSize;

int endIndex = (threadId + 1) * blockSize - 1;

if (threadId == (threadCount - 1)) {

//將全部任務交給endIndex完成

endIndex = connectionLength - 1;

}

//開始正式多線程的實現

new DownloadThread(threadId, startIndex, endIndex).start();

}

randomAccessFile.close();

}

/**

* 開始正式多線程的實現

private class DownloadThread extends Thread {

private int threadID, startIndex, endIndex;

public DownloadThread(int threadID, int startIndex, int endIndex) {

this.threadID = threadID;

this.startIndex = startIndex;

this.endIndex = endIndex;

}

@Override

public void run() {

System.out.println("線程" + threadID + "開始下載");

try {

//一、分段下載也須要分段的獲取URL 將文件保存到本地

URL url = new URL(path);

//二、加載下載位置的文件,獲取文件大小

File downThreadFile = new File(targetFilePath, "downThread_" + threadID + ".dt");

//三、建立一個新的RandomAccessFile

RandomAccessFile downThreadStream = null;

if (downThreadFile.exists()) {

//四、若是文件不存在

downThreadStream = new RandomAccessFile(downThreadFile, "rwd");

String startIndex_str = downThreadStream.readLine();

if (startIndex_str != unll || !"".equals(startIndex_str)) {

this.startIndex = Integer.parseInt(startIndex_str) - 1;//下載起點

}

} else {

downThreadStream = new RandomAccessFile(downThreadFile, "rwd");

}

HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

connection.setRequestMethod("GET");

connection.setConnectTimeout(10000);

//五、設置分段下載頭信息

connection.setRequestProperty("RANGE", "bytes=" + startIndex + "-" + endIndex);

if (connection.getResponseCode() == 206) {//六、部分資源請求成功

InputStream inputStream = connection.getInputStream();

//七、獲取建立的文件

RandomAccessFile randomAccessFile = new RandomAccessFile(

new File(targetFilePath, getFileName(url), "rw")

);

//八、文件寫入的計算位置

randomAccessFile.seek(startIndex);

//IO流讀寫操做

byte[] buffer = new byte[1024];

int length = -1;

int total = 0;//記錄本次下載文件的大小

while ((length = inputStream.read(buffer)) > 0) {

randomAccessFile.write(buffer, 0, length);

total += length;

downThreadStream.seek(0);

downThreadStream.write((startIndex + total + "").getBytes("UTF-8"));

}

//九、關閉IO流操做

downThreadStream.close();

inputStream.close();

randomAccessFile.close();

cleanTemp(downThreadFile);//刪除建立的佔位臨時文件

System.out.println("線程：" + threadID + "下載完畢");

} else {

System.out.println("響應碼：" + connection.getResponseCode() + "服務器不支持");

}

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

} catch (FileNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

5.2 OkHttp 多線程下載的實現：

/**

* OkHttp斷點續傳

public void doDownloadWithOkHttp() {

InputStream is = null;

RandomAccessFile savedFie = null;

File file;

//一、記錄已經下載的文件長度

long downloadLength = 0;

String downloadUrl = "www.baidu.com/wenku/o2232.txt";

String filename = downloadUrl.substring(downloadUrl.lastIndexOf("/"));

File directory = Environment.getExternalStoragePublicDirectory(Environment.DIRECTORY_DOWNLOADS);

file = new File(directory + filename);

if (file.exists()) {

downloadLength = file.length();

}

long contentLength = getContentLength(downloadUrl);

//二、建立OkHttpClient對象

OkHttpClient client = new OkHttpClient();

//三、建立Request對象,經過addHeader加頭部信息添加到請求裏,代表下載的範圍

Request request = new Request.Builder()

.addHeader("RANGE", "bytes=" + downloadLength + "-")

.url(downloadUrl)

.build();

//四、開啓一個同步請求

try {

Response response = client.newCall(request).execute();

//五、根據Response進行判斷

if (request != null) {

is = request.body().byteStream();

savedFie = new RandomAccessFile(file, "rw");

//六、跳過已經下載的字節

savedFie.seek(downloadLength);

byte[] b = new byte[1024];

int total = 0;

int len;

while ((len = is.read()) != -1) {

total += len;

savedFie.write(b, 0, len);

//七、計算已經下載的百分比

int progress = (int) ((total + downloadLength) * 100 / contentLength);

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

六、文件上傳如何作？原理？OkHttp如何完成文件上傳

6.1 文件上傳

Java中的文件上傳：在UrlConnection中使用post方法而後在請求頭時候添加Http之 Content-Type

指定請求和響應的HTTP內容類型，好比：

Content-Type : multipart / form-data;

boundary = ———(分割數據)WebkKitFormBoundaryOGKWPJsJCPWjZP

6.2 OkHttp 文件上傳的簡單操做

public <T> void upLoadFile( String actionUrl ,HashMap<String,Object> paramsMap){

String requestUrl = String.format (「%s/%s」,」upload」,cationUrl);

//0、經過MultipartBody建立文件上傳的body體

MultipartBody.Builder builder = new MultipartBody.Builder()

.addPart(Headers.of(

"Content-Disposition",

"form-data; name=\"mFile\";

filename=\"1.txt\""), fileBody)

.build();

;

builder.setType(MultipartBody.FORM);

for (String key : paramsMap.keySet() ){

Object object =paramsMap.get(key);

if( ! ( object instanceof File) ){

builder.addFormDataPart (key, object.toString() );

} else {

File file = (File)object ;

builder .addFormDataPart(key,file.getName(),

RequestBody.create(MediaType.parse( 「 application/octet-stream 」 )) );

}

//一、構建RequestBody

RequestBody body = builder.build();

//二、構建Request

Request request = new Request.Builder().url(「…」).post(body).build();

//三、構建Call

Call call = client . newBuilder().writeTimeout(60,TimeUnit.xxx);

//四、構建異步回調

call.enqueue(new Callback(){

...

});

七、json數據如何解析？OkHttp如何解析json類型數據

7.1 json數據的JAVA 解析

json：文本形式的數據交換格式

一、傳統的JSON解析——— JSObject和JSArray

二、GSON————

三、FastJSON——

GSON 的兩種解析方式：

/**

** 將json數據解析成list

public void doGson(){

//構建Gson對象

Gson gson = new Gson();

//經過fromJson 實現反序列化

List<T> list = gson.fromJson(jsonData ,new TypeToken<List<T>>(){}.getType());

}

public void doGson(){

//一、構建JsonParser 解析對象

JsonParser parser = new JsonParser();

//二、經過解析對象將String類型json數組轉化成JsonArray

JsonArray jsonArray = parser .parse (stringjson). getAsJsonArray():

//三、構建Gson對象 list對象

Gson gson = new Gson();

ArrayList<T> list = new ArrayList<>();

//四、開始一個for循環循環遍歷jsonArray，獲取jsonArray的每個元素

for ( JsonElement je : jsonArray ){

T t1 = gson . fromJson(je , T.class);

list .add ( t1) ;

}

7.2 OkHttp中的json解析

a、封裝一個工具類HttpUtil

public class HttpUtil {

public static void sendOkHttpRequest (final String address ,final okhttp3.Callback callback){

OkHttpClient client = new OkHttpClient();

Request request = new Request.Builder().url(address).build();

client.newCall(request).enqueue(callback);

b、在響應中的調用

private void sendRequestWithOkHttp(){

new Thread(new Runnable(){

@Override

public void run(){

//子線程中執行http請求，並將最終的請求結果回調到Callback中

HttpUtil.sendOkHttpRequest( url, new okhttp3.Callback(){

@Override

public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException{

String responseData = response.body().string();

//解析json數據

parseJsonWithGson(responseData);

//顯示UI界面，通知主線程更新ui

showResponse( responseData.toString() );

}

@Override

public void onFailure(Call call ,IOException e){

}

)};

}

}).start();

}

private void parseJsonWithGson (String jsonData){

//使用輕量級的Gson解析獲得json

Gson gson = new Gson();

List<T> list = gson.fromJson(jsonData ,new TypeToken<List<T>>(){}.getType());

}

private void showResponse (final String response) {

//在自線程中通知ui更新

runOnUiThread (new Runnable() {

@Override

public void run(){

//在此進行UI處理操做

text .setText ( response);

}

)};

}

Lambda表達式的操做樣式

private void showResponse( final String response) {

runOnUiThread( () -> {

text.setText (response);

});

}

八、Https協議處理？

Https協議

Https是一種基於SSL/TLS的Http協議，是屬於應用層協議；

添加SSL/TLS 握手過程
二者數據加密傳輸

全部傳輸的內容都通過加密（對稱加密+不對稱加密）

對稱加密

是指加密和解密使用的密鑰匙同一個密鑰，二者能夠互相推算。 真正傳輸的數據進行加密

不對稱加密

不對稱加密和解密使用的密鑰 不是同一密鑰，對外公開其中一個密鑰叫公鑰。 該加密是用於握手階段的！

傳送模式：

對稱加密所使用的密鑰咱們能夠經過非對稱加密的方式發送出去

實例：

一筆交易流程：

一、客戶端生成一個隨機對稱密鑰

二、客戶端向服務器端請求一個公共密鑰 -不對稱加密所須要的公鑰，給外界用的

三、服務端返回公鑰給客戶端

四、客戶端接收到公鑰後，經過該公鑰對本身生成的隨機對稱密鑰進行加密

五、將加密過的對稱密鑰發送給服務端

六、服務端接收該對稱密鑰後會用本身的私鑰對其進行解密

七、進行傳輸使用對稱加密進行

Https 握手過程：

一、客戶端發起Https連接請求獲取不對稱加密的公鑰（客戶端支持的加密規則發送給服務端--不對稱加密）

二、服務端接收到請求後，從規則中選出一個不對稱加密算法和一個hash算法（驗證數據完整性的）

三、服務端將本身的身份信息以證書的形式返回給客戶端 -含有不對稱加密的公鑰

四、客戶端生成隨機數-對稱密鑰須要客戶端和服務端雙方保存

五、客戶端使用不對稱加密的公鑰對「隨機生成的對稱密鑰進行加密」

六、客戶端將加密過的密鑰發送給服務端

七、服務端經過私鑰對獲取的加密過的密鑰進行解密

八、以後均是：經過對稱密鑰加密的密紋通訊

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