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Android网络请求心路历程

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Jude95
2016.01.02 18:25* 字数 3718

网络请求是android客户端很重要的部分。下面从入门级开始介绍下自己Android网络请求的实践历程。希望能给刚接触Android网络部分的朋友一些帮助。
本文包含:

HTTP请求&响应

既然说从入门级开始就说说Http请求包的结构。
一次请求就是向目标服务器发送一串文本。什么样的文本?有下面结构的文本。
HTTP请求包结构


请求包

例子:

    POST /meme.php/home/user/login HTTP/1.1
    Host: 114.215.86.90
    Cache-Control: no-cache
    Postman-Token: bd243d6b-da03-902f-0a2c-8e9377f6f6ed
    Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
    
    tel=13637829200&password=123456

请求了就会收到响应包(如果对面存在HTTP服务器)
HTTP响应包结构


响应包

例子:

    HTTP/1.1 200 OK
    Date: Sat, 02 Jan 2016 13:20:55 GMT
    Server: Apache/2.4.6 (CentOS) PHP/5.6.14
    X-Powered-By: PHP/5.6.14
    Content-Length: 78
    Keep-Alive: timeout=5, max=100
    Connection: Keep-Alive
    Content-Type: application/json; charset=utf-8

    {"status":202,"info":"\u6b64\u7528\u6237\u4e0d\u5b58\u5728\uff01","data":null}

Http请求方式有

方法 描述
GET 请求指定url的数据,请求体为空(例如打开网页)。
POST 请求指定url的数据,同时传递参数(在请求体中)。
HEAD 类似于get请求,只不过返回的响应体为空,用于获取响应头。
PUT 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
DELETE 请求服务器删除指定的页面。
CONNECT HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
OPTIONS 允许客户端查看服务器的性能。
TRACE 回显服务器收到的请求,主要用于测试或诊断。

常用只有Post与Get。

Get&Post

网络请求中我们常用键值对来传输参数(少部分api用json来传递,毕竟不是主流)。
通过上面的介绍,可以看出虽然Post与Get本意一个是表单提交一个是请求页面,但本质并没有什么区别。下面说说参数在这2者的位置。

  • Get方式
    在url中填写参数:

      http://xxxx.xx.com/xx.php?params1=value1&params2=value2
    

甚至使用路由

    http://xxxx.xx.com/xxx/value1/value2/value3

这些就是web服务器框架的事了。

  • Post方式
    参数是经过编码放在请求体中的。编码包括x-www-form-urlencodedform-data
    x-www-form-urlencoded的编码方式是这样:
    tel=13637829200&password=123456
    form-data的编码方式是这样:
    ----WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
    Content-Disposition: form-data; name="tel"

      13637829200
      ----WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
      Content-Disposition: form-data; name="password"
      
      123456
      ----WebKitFormBoundary7MA4YWxkTrZu0gW
    

x-www-form-urlencoded的优越性就很明显了。不过x-www-form-urlencoded只能传键值对,但是form-data可以传二进制

因为url是存在于请求行中的。
所以Get与Post区别本质就是参数是放在请求行中还是放在请求体
当然无论用哪种都能放在请求头中。一般在请求头中放一些发送端的常量。

有人说:

  • Get是明文,Post隐藏
    移动端不是浏览器,不用https全都是明文。
  • Get传递数据上限XXX
    胡说。有限制的是浏览器中的url长度,不是Http协议,移动端请求无影响。Http服务器部分有限制的设置一下即可。
  • Get中文需要编码
    是真的...要注意。URLEncoder.encode(params, "gbk");

还是建议用post规范参数传递方式。并没有什么更优秀,只是大家都这样社会更和谐。

上面说的是请求。下面说响应。
请求是键值对,但返回数据我们常用Json。
对于内存中的结构数据,肯定要用数据描述语言将对象序列化成文本,再用Http传递,接收端并从文本还原成结构数据。
对象(服务器)<-->文本(Http传输)<-->对象(移动端) 。

服务器返回的数据大部分都是复杂的结构数据,所以Json最适合。
Json解析库有很多Google的Gson,阿里的FastJson
Gson的用法看这里

HttpClient & HttpURLConnection

HttpClient早被废弃了,谁更好这种问题也只有经验落后的面试官才会问。具体原因可以看这里

下面说说HttpURLConnection的用法。
最开始接触的就是这个。

    public class NetUtils {
        public static String post(String url, String content) {
            HttpURLConnection conn = null;
            try {
                // 创建一个URL对象
                URL mURL = new URL(url);
                // 调用URL的openConnection()方法,获取HttpURLConnection对象
                conn = (HttpURLConnection) mURL.openConnection();
    
                conn.setRequestMethod("POST");// 设置请求方法为post
                conn.setReadTimeout(5000);// 设置读取超时为5秒
                conn.setConnectTimeout(10000);// 设置连接网络超时为10秒
                conn.setDoOutput(true);// 设置此方法,允许向服务器输出内容
    
                // post请求的参数
                String data = content;
                // 获得一个输出流,向服务器写数据,默认情况下,系统不允许向服务器输出内容
                OutputStream out = conn.getOutputStream();// 获得一个输出流,向服务器写数据
                out.write(data.getBytes());
                out.flush();
                out.close();
    
                int responseCode = conn.getResponseCode();// 调用此方法就不必再使用conn.connect()方法
                if (responseCode == 200) {
    
                    InputStream is = conn.getInputStream();
                    String response = getStringFromInputStream(is);
                    return response;
                } else {
                    throw new NetworkErrorException("response status is "+responseCode);
                }
    
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (conn != null) {
                    conn.disconnect();// 关闭连接
                }
            }
    
            return null;
        }
    
        public static String get(String url) {
            HttpURLConnection conn = null;
            try {
                // 利用string url构建URL对象
                URL mURL = new URL(url);
                conn = (HttpURLConnection) mURL.openConnection();
    
                conn.setRequestMethod("GET");
                conn.setReadTimeout(5000);
                conn.setConnectTimeout(10000);
    
                int responseCode = conn.getResponseCode();
                if (responseCode == 200) {
    
                    InputStream is = conn.getInputStream();
                    String response = getStringFromInputStream(is);
                    return response;
                } else {
                    throw new NetworkErrorException("response status is "+responseCode);
                }
    
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
    
                if (conn != null) {
                    conn.disconnect();
                }
            }
    
            return null;
        }
    
        private static String getStringFromInputStream(InputStream is)
                throws IOException {
            ByteArrayOutputStream os = new ByteArrayOutputStream();
            // 模板代码 必须熟练
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len = -1;
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
            is.close();
            String state = os.toString();// 把流中的数据转换成字符串,采用的编码是utf-8(模拟器默认编码)
            os.close();
            return state;
        }
    }

注意网络权限!被坑了多少次。

<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"/>

同步&异步

这2个概念仅存在于多线程编程中。
android中默认只有一个主线程,也叫UI线程。因为View绘制只能在这个线程内进行。
所以如果你阻塞了(某些操作使这个线程在此处运行了N秒)这个线程,这期间View绘制将不能进行,UI就会卡。所以要极力避免在UI线程进行耗时操作。
网络请求是一个典型耗时操作。
通过上面的Utils类进行网络请求只有一行代码。

NetUtils.get("http://www.baidu.com");//这行代码将执行几百毫秒。

如果你这样写

        @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        String response = Utils.get("http://www.baidu.com");
    }

就会死。。
这就是同步方式。直接耗时操作阻塞线程直到数据接收完毕然后返回。Android不允许的。
异步方式:

         //在主线程new的Handler,就会在主线程进行后续处理。
    private Handler handler = new Handler();
    private TextView textView;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.text);
        new Thread(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                    //从网络获取数据
                final String response = NetUtils.get("http://www.baidu.com");
                    //向Handler发送处理操作
                handler.post(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                            //在UI线程更新UI
                        textView.setText(response);
                    }
                });
            }
        }).start();
    }

在子线程进行耗时操作,完成后通过Handler将更新UI的操作发送到主线程执行。这就叫异步。Handler是一个Android线程模型中重要的东西,与网络无关便不说了。关于Handler不了解就先去Google一下。
关于Handler原理一篇不错的文章

但这样写好难看。异步通常伴随者他的好基友回调
这是通过回调封装的Utils类。

    public class AsynNetUtils {
        public interface Callback{
            void onResponse(String response);
        }
    
        public static void get(final String url, final Callback callback){
            final Handler handler = new Handler();
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    final String response = NetUtils.get(url);
                    handler.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            callback.onResponse(response);
                        }
                    });
                }
            }).start();
        }
    
        public static void post(final String url, final String content, final Callback callback){
            final Handler handler = new Handler();
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    final String response = NetUtils.post(url,content);
                    handler.post(new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            callback.onResponse(response);
                        }
                    });
                }
            }).start();
        }
    }

然后使用方法。

    private TextView textView;
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        textView = (TextView) findViewById(R.id.webview);
        AsynNetUtils.get("http://www.baidu.com", new AsynNetUtils.Callback() {
            @Override
            public void onResponse(String response) {
                textView.setText(response);
            }
        });

是不是优雅很多。
嗯,一个蠢到哭的网络请求方案成型了。
愚蠢的地方有很多:

  • 每次都new Thread,new Handler消耗过大
  • 没有异常处理机制
  • 没有缓存机制
  • 没有完善的API(请求头,参数,编码,拦截器等)与调试模式
  • 没有Https

HTTP缓存机制

缓存对于移动端是非常重要的存在。

  • 减少请求次数,减小服务器压力.
  • 本地数据读取速度更快,让页面不会空白几百毫秒。
  • 在无网络的情况下提供数据。

缓存一般由服务器控制(通过某些方式可以本地控制缓存,比如向过滤器添加缓存控制信息)。通过在请求头添加下面几个字端:

Request

请求头字段 意义
If-Modified-Since: Sun, 03 Jan 2016 03:47:16 GMT 缓存文件的最后修改时间。
If-None-Match: "3415g77s19tc3:0" 缓存文件的Etag(Hash)值
Cache-Control: no-cache 不使用缓存
Pragma: no-cache 不使用缓存

Response

响应头字段 意义
Cache-Control: public 响应被共有缓存,移动端无用
Cache-Control: private 响应被私有缓存,移动端无用
Cache-Control:no-cache 不缓存
Cache-Control:no-store 不缓存
Cache-Control: max-age=60 60秒之后缓存过期(相对时间)
Date: Sun, 03 Jan 2016 04:07:01 GMT 当前response发送的时间
Expires: Sun, 03 Jan 2016 07:07:01 GMT 缓存过期的时间(绝对时间)
Last-Modified: Sun, 03 Jan 2016 04:07:01 GMT 服务器端文件的最后修改时间
ETag: "3415g77s19tc3:0" 服务器端文件的Etag[Hash]值

正式使用时按需求也许只包含其中部分字段。
客户端要根据这些信息储存这次请求信息。
然后在客户端发起请求的时候要检查缓存。遵循下面步骤:


浏览器缓存机制

注意服务器返回304意思是数据没有变动滚去读缓存信息。
曾经年轻的我为自己写的网络请求框架添加完善了缓存机制,还沾沾自喜,直到有一天我看到了下面2个东西。(/TДT)/

Volley&OkHttp

Volley&OkHttp应该是现在最常用的网络请求库。用法也非常相似。都是用构造请求加入请求队列的方式管理网络请求。

先说Volley:
Volley可以通过这个库进行依赖.
Volley在Android 2.3及以上版本,使用的是HttpURLConnection,而在Android 2.2及以下版本,使用的是HttpClient。
Volley的基本用法,网上资料无数,这里推荐郭霖大神的博客
Volley存在一个缓存线程,一个网络请求线程池(默认4个线程)。
Volley这样直接用开发效率会比较低,我将我使用Volley时的各种技巧封装成了一个库RequestVolly.
我在这个库中将构造请求的方式封装为了函数式调用。维持一个全局的请求队列,拓展一些方便的API。

不过再怎么封装Volley在功能拓展性上始终无法与OkHttp相比。
Volley停止了更新,而OkHttp得到了官方的认可,并在不断优化。
因此我最终替换为了OkHttp

OkHttp用法见这里
很友好的API与详尽的文档。
这篇文章也写的很详细了。
OkHttp使用Okio进行数据传输。都是Square家的。
但并不是直接用OkHttp。Square公司还出了一个Retrofit库配合OkHttp战斗力翻倍。

Retrofit&RestAPI

Retrofit极大的简化了网络请求的操作,它应该说只是一个Rest API管理库,它是直接使用OKHttp进行网络请求并不影响你对OkHttp进行配置。毕竟都是Square公司出品。
RestAPI是一种软件设计风格。
服务器作为资源存放地。客户端去请求GET,PUT, POST,DELETE资源。并且是无状态的,没有session的参与。
移动端与服务器交互最重要的就是API的设计。比如这是一个标准的登录接口。

Paste_Image.png

你们应该看的出这个接口对应的请求包与响应包大概是什么样子吧。
请求方式,请求参数,响应数据,都很清晰。
使用Retrofit这些API可以直观的体现在代码中。

Paste_Image.png

然后使用Retrofit提供给你的这个接口的实现类 就能直接进行网络请求获得结构数据。

注意Retrofit2.0相较1.9进行了大量不兼容更新。google上大部分教程都是基于1.9的。这里有个2.0的教程。

教程里进行异步请求是使用Call。Retrofit最强大的地方在于支持RxJava。就像我上图中返回的是一个Observable。RxJava上手难度比较高,但用过就再也离不开了。Retrofit+OkHttp+RxJava配合框架打出成吨的输出,这里不再多说。

网络请求学习到这里我觉得已经到顶了。。

网络图片加载优化

对于图片的传输,就像上面的登录接口的avatar字段,并不会直接把图片写在返回内容里,而是给一个图片的地址。需要时再去加载。

如果你直接用HttpURLConnection去取一张图片,你办得到,不过没优化就只是个BUG不断demo。绝对不能正式使用。
注意网络图片有些特点:

  1. 它永远不会变
    一个链接对应的图片一般永远不会变,所以当第一次加载了图片时,就应该予以永久缓存,以后就不再网络请求。
  • 它很占内存
    一张图片小的几十k多的几M高清无码。尺寸也是64*64到2k图。你不能就这样直接显示到UI,甚至不能直接放进内存。
  • 它要加载很久
    加载一张图片需要几百ms到几m。这期间的UI占位图功能也是必须考虑的。

说说我在上面提到的RequestVolley里做的图片请求处理(没错我做了,这部分的代码可以去github里看源码)。

三级缓存

网上常说三级缓存--服务器,文件,内存。不过我觉得服务器不算是一级缓存,那就是数据源嘛。

  • 内存缓存
    首先内存缓存使用LruCache。LRU是Least Recently Used 近期最少使用算法,这里确定一个大小,当Map里对象大小总和大于这个大小时将使用频率最低的对象释放。我将内存大小限制为进程可用内存的1/8.
    内存缓存里读得到的数据就直接返回,读不到的向硬盘缓存要数据。

  • 硬盘缓存
    硬盘缓存使用DiskLruCache。这个类不在API中。得复制使用。
    看见LRU就明白了吧。我将硬盘缓存大小设置为100M。

      @Override
      public void putBitmap(String url, Bitmap bitmap) {
          put(url, bitmap);
          //向内存Lru缓存存放数据时,主动放进硬盘缓存里
          try {
              Editor editor = mDiskLruCache.edit(hashKeyForDisk(url));
              bitmap.compress(Bitmap.CompressFormat.JPEG, 100, editor.newOutputStream(0));
              editor.commit();
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
    
      //当内存Lru缓存中没有所需数据时,调用创造。
      @Override
      protected Bitmap create(String url) {
          //获取key
          String key = hashKeyForDisk(url);
          //从硬盘读取数据
          Bitmap bitmap = null;
          try {
              DiskLruCache.Snapshot snapShot = mDiskLruCache.get(key);
              if(snapShot!=null){
                  bitmap = BitmapFactory.decodeStream(snapShot.getInputStream(0));
              }
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
          return bitmap;
      }
    

DiskLruCache的原理不再解释了(我还解决了它存在的一个BUG,向Log中添加的数据增删记录时,最后一条没有输出,导致最后一条缓存一直失效。)

  • 硬盘缓存也没有数据就返回空,然后就向服务器请求数据。

这就是整个流程。
但我这样的处理方案还是有很多局限。

  • 图片未经压缩处理直接存储使用
  • 文件操作在主线程
  • 没有完善的图片处理API

以前也觉得这样已经足够好直到我遇到下面俩。

Fresco&Glide

不用想也知道它们都做了非常完善的优化,重复造轮子的行为很蠢。
Fresco是Facebook公司的黑科技。光看功能介绍就看出非常强大。使用方法官方博客说的够详细了。
真三级缓存,变换后的BItmap(内存),变换前的原始图片(内存),硬盘缓存。
在内存管理上做到了极致。对于重度图片使用的APP应该是非常好的。
它一般是直接使用SimpleDraweeView来替换ImageView,呃~侵入性较强,依赖上它apk包直接大1M。代码量惊人。

所以我更喜欢Glide,作者是bumptech。这个库被广泛的运用在google的开源项目中,包括2014年google I/O大会上发布的官方app。
这里有详细介绍。直接使用ImageView即可,无需初始化,极简的API,丰富的拓展,链式调用都是我喜欢的。
丰富的拓展指的就是这个
另外我也用过Picasso。API与Glide简直一模一样,功能略少,且有半年未修复的BUG。

图片管理方案

再说说图片存储。不要存在自己服务器上面,徒增流量压力,还没有图片处理功能。
推荐七牛阿里云存储(没用过其它 π__π )。它们都有很重要的一项图片处理。在图片Url上加上参数来对图片进行一些处理再传输。
于是(七牛的处理代码)

    public static String getSmallImage(String image){
        if (image==null)return null;
        if (isQiniuAddress(image)) image+="?imageView2/0/w/"+IMAGE_SIZE_SMALL;
        return image;
    }

    public static String getLargeImage(String image){
        if (image==null)return null;
        if (isQiniuAddress(image)) image+="?imageView2/0/w/"+IMAGE_SIZE_LARGE;
        return image;
    }

    public static String getSizeImage(String image,int width){
        if (image==null)return null;
        if (isQiniuAddress(image)) image+="?imageView2/0/w/"+width;
        return image;
    }

既可以加快请求速度,又能减少流量。再配合Fresco或Glide。完美的图片加载方案。
不过这就需要你把所有图片都存放在七牛或阿里云,这样也不错。

图片/文件上传也都是使用它们第三方存储,它们都有SDK与官方文档教你。
不过图片一定要压缩过后上传。上传1-2M大的高清照片没意义。

Android技术
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