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一、整体思路
从使用方法出发，首先是怎么使用，其次是我们使用的功能在内部是如何实现的， 实现方案上有什么技巧，有什么范式。全文基本上是对 Retrofit 源码的一个分析与 导读，非常建议大家下载 Retrofit 源码之后，跟着本文，过一遍源码
二、基本用例
2.1 创建 Retrofit 对象
Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
.baseUrl("https://api.github.com/")
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.build();2.2 定义 API 并获取 API 实例
public interface GitHubService {
@GET("users/{user}/repos")
Call> listRepos(@Path("user") String user);
}
GitHubService github = retrofit.create(GitHubService.class); 先看定义，非常简洁，也没有什么特别之处，除了两个注解：@GET和 @Path 。它们的用处稍后再分析，我们接着看创建 API 实 例： retrofit.create(GitHubService.class) 。这样就创建了 API 实例了， 就可以调用 API 的方法发起 HTTP 网络请求了，太方便了。 但 create 方法是怎么创建 API 实例的呢？
public T create(final Class service) {
// 省略非关键代码
return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(),
new Class[] { service },
new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object ... args)
throws Throwable {
// 先省略实现
}
});
} 创建 API 实例使用的是动态代理技术。
简而言之，就是动态生成接口的实现类（当然生成实现类有缓存机制），并创建其 实例（称之为代理），代理把对接口的调用转发给 InvocationHandler 实例， 而在 InvocationHandler 的实现中，除了执行真正的逻辑（例如再次转发给真 正的实现类对象），我们还可以进行一些有用的操作，例如统计执行时间、进行初 始化和清理、对接口调用进行检查等。 为什么要用动态代理？因为对接口的所有方法的调用都会集中转发到 InvocationHandler#invoke 函数中，我们可以集中进行处理，更方便了。你可 能会想，我也可以手写这样的代理类，把所有接口的调用都转发到 InvocationHandler#invoke 呀，当然可以，但是可靠地自动生成岂不更方便？
2.3 调用 API 方法
获取到 API 实例之后，调用方法和普通的代码没有任何区别：
Call> call = github.listRepos("square");
List repos = call.execute().body(); 这两行代码就发出了 HTTP 请求，并把返回的数据转化为了 List<Repo>，太方 便了！
现在我们来看看调用 listRepos 是怎么发出 HTTP 请求的。上面 Retrofit#create 方法返回时省略的代码如下：
return (T) Proxy.newProxyInstance(service.getClassLoader(),
new Class[] { service },
new InvocationHandler() {
private final Platform platform = Platform.get();
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object.. . args)
throws Throwable {
// If the method is a method from Object then defer to n ormal invocation.
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
return method.invoke(this, args);
}
if (platform.isDefaultMethod(method)) {
return platform.invokeDefaultMethod(method, service, p roxy, args);
}
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);
}
});如果调用的是 Object 的方法，例如 equals， toString，那就直接调用。 如果是 default 方法（Java 8 引入），就调用 default 方法。这些我们都先不管，因 为我们在安卓平台调用 listRepos ，肯定不是这两种情况，那这次调用真正干活 的就是这三行代码了（好好记住这三行代码，因为接下来很长的篇幅都是在讲它们 :) ）：
ServiceMethod serviceMethod = loadServiceMethod(method);
OkHttpCall okHttpCall = new OkHttpCall<>(serviceMethod, args);
return serviceMethod.callAdapter.adapt(okHttpCall);在继续分析这三行代码之前,先看一个流程图
这三行代码基本就是对应于流程图中轴上部了， ServiceMethod ， build OkHttpCall， CallAdapter adapt。
2.4 ServiceMethod
ServiceMethod<T> 类的作用正如其 JavaDoc所言：
Adapts an invocation of an interface method into an HTTP call. 把对接口方法 的调用转为一次 HTTP 调用。
一个 ServiceMethod 对象对应于一个 API interface 的一个方 法， loadServiceMethod(method) 方法负责加载 ServiceMethod ：
ServiceMethod loadServiceMethod(Method method) {
ServiceMethod result;
synchronized (serviceMethodCache) {
result = serviceMethodCache.get(method);
if (result == null) {
result = new ServiceMethod.Builder(this, method).build();
serviceMethodCache.put(method, result);
}
}
return result;
}这里实现了缓存逻辑，同一个 API 的同一个方法，只会创建一次。这里由于我们每 次获取 API 实例都是传入的 class 对象，而 class 对象是进程内单例的，所 以获取到它的同一个方法 Method 实例也是单例的，所以这里的缓存是有效的。
我们再看看 ServiceMethod 的构造函数：
ServiceMethod(Builder builder) {
this.callFactory = builder.retrofit.callFactory();
this.callAdapter = builder.callAdapter;
this.baseUrl = builder.retrofit.baseUrl();
this.responseConverter = builder.responseConverter;
this.httpMethod = builder.httpMethod;
this.relativeUrl = builder.relativeUrl;
this.headers = builder.headers;
this.contentType = builder.contentType;
this.hasBody = builder.hasBody;
this.isFormEncoded = builder.isFormEncoded;
this.isMultipart = builder.isMultipart;
this.parameterHandlers = builder.parameterHandlers;
} 成员很多，但这里我们重点关注四个成 员： callFactory， callAdapter ， responseConverter 和 parameterHandlers 。
callFactory负责创建 HTTP 请求，HTTP 请求被抽象为了okhttp3.Call类，它表示一个已经准备好，可以随时执行的 HTTP 请求；callAdapter把retrofit2.Call<T>转为 T （注意和okhttp3.Call区分开来，retrofit2.Call<T>表示的是对一个 Retrofit 方法的调用），这个过程会发送一个 HTTP 请求，拿到服务器返回的数据（通 过okhttp3.Call实现），并把数据转换为声明的 T 类型对象（通过Converter<F, T>实现）；responseConverter是Converter<ResponseBody, T>类型，负责把服 务器返回的数据（JSON、XML、二进制或者其他格式，由ResponseBody封装）转化为 T 类型的对象；parameterHandlers则负责解析 API 定义时每个方法的参数，并在构造 HTTP 请求时设置参数；
它们的使用稍后再分析，这里先看看它们的创建（代码比较分散，就不贴太多代码 了，大多是结论）：
2.4.1 callFactory
this.callFactory = builder.retrofit.callFactory()，所以 callFactory 实际上由 Retrofit 类提供，而我们在构造 Retrofit 对象 时，可以指定 callFactory，如果不指定，将默认设置为一个 okhttp3.OkHttpClient。
2.4.2 callAdapter
private CallAdapter createCallAdapter() {
// 省略检查性代码
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
try {
return retrofit.callAdapter(returnType, annotations);
} catch (RuntimeException e) {
// Wide exception range because factories are user code.
throw methodError(e, "Unable to create call adapter for %s", returnType);
}
}可以看到， callAdapter 还是由 Retrofit 类提供。在 Retrofit 类内部， 将遍历一个 CallAdapter.Factory 列表，让工厂们提供，如果最终没有工厂能 （根据 returnType 和 annotations ）提供需要的 CallAdapter ，那将抛出 异常。而这个工厂列表我们可以在构造 Retrofit 对象时进行添加。
2.4.3， responseConverter
private Converter createResponseConverter() {
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
try {
return retrofit.responseBodyConverter(responseType, annotati ons);
} catch (RuntimeException e) {
// Wide exception range because factories are user code.
throw methodError(e, "Unable to create converter for %s", re sponseType);
}
} 同样， responseConverter 还是由 Retrofit 类提供，而在其内部，逻辑和创 建 callAdapter 基本一致，通过遍历 Converter.Factory列表，看看有没有 工厂能够提供需要的 responseBodyConverter。工厂列表同样可以在构造 Retrofit 对象时进行添加。
2.4.4 parameterHandlers
每个参数都会有一个 ParameterHandler ，由 ServiceMethod#parseParameter 方法负责创建，其主要内容就是解析每个参数 使用的注解类型（诸如 Path ， Query ， Field 等），对每种类型进行单独的 处理。构造 HTTP 请求时，我们传递的参数都是字符串，那 Retrofit 是如何把我们 传递的各种参数都转化为 String 的呢？还是由 Retrofit 类提供 converter！
Converter.Factory 除了提供上一小节提到的 responseBodyConverter，还提 供 requestBodyConverter 和 stringConverter，API 方法中除了 @Body 和 @Part 类型的参数，都利用 stringConverter 进行转换，而 @Body 和 @Part 类型的参数则利用 requestBodyConverter 进行转换。
这三种 converter 都是通过“询问”工厂列表进行提供，而工厂列表我们可以在构造 Retrofit 对象时进行添加。
2.4.5 工厂让各个模块得以高度解耦
上面提到了三种工厂： okhttp3.Call.Factory ， CallAdapter.Factory 和 Converter.Factory ，分别负责提供不同的模块，至于怎么提供、提供何种模 块，统统交给工厂，Retrofit 完全不掺和，它只负责提供用于决策的信息，例如参 数/返回值类型、注解等。
这不正是我们苦苦追求的高内聚低耦合效果吗？解耦的第一步就是面向接口编程， 模块之间、类之间通过接口进行依赖，创建怎样的实例，则交给工厂负责，工厂同 样也是接口，添加（Retrofit doc 中使用 install 安装一词，非常贴切）怎样的工 厂，则在最初构造 Retrofit 对象时决定，各个模块之间完全解耦，每个模块只 专注于自己的职责，全都是套路，值得反复玩味、学习与模仿。
除了上面重点分析的这四个成员， ServiceMethod 中还包含了 API 方法的 url 解 析等逻辑，包含了众多关于泛型和反射相关的代码，有类似需求的时候，也非常值 得学习模仿
2.5 OkHttpCall
终于把 ServiceMethod 看了个大概，接下来我们看看 OkHttpCall 。 OkHttpCall 实现了 retrofit2.Call ，我们通常会使用它的 execute() 和 enqueue(Callback<T> callback) 接口。前者用于同步执行 HTTP 请求，后者 用于异步执行。
2.5.1，先看 execute()
@Override
public Response execute() throws IOException {
okhttp3.Call call;
synchronized (this) {
// 省略部分检查代码
call = rawCall;
if (call == null) {
try {
call = rawCall = createRawCall();
} catch (IOException | RuntimeException e) {
creationFailure = e;
throw e;
}
}
}
return parseResponse(call.execute());
......
} 主要包括三步：
- 创建
okhttp3.Call，包括构造参数；- 执行网络请求；
- 解析网络请求返回的数据；
createRawCall() 函数中，我们调用了 serviceMethod.toRequest(args) 来创建 okhttp3.Request ，而在后者中，我们之前准备好的 parameterHandlers 就派上了用场。
然后我们再调用 serviceMethod.callFactory.newCall(request) 来创建 okhttp3.Call ，这里之前准备好的 callFactory 同样也派上了用场，由于工 厂在构造 Retrofit 对象时可以指定，所以我们也可以指定其他的工厂（例如使 用过时的 HttpURLConnection 的工厂），来使用其它的底层 HttpClient 实现。
我们调用 okhttp3.Call#execute() 来执行网络请求，这个方法是阻塞的，执行 完毕之后将返回收到的响应数据。收到响应数据之后，我们进行了状态码的检查， 通过检查之后我们调用了 serviceMethod.toResponse(catchingBody) 来把响 应数据转化为了我们需要的数据类型对象。在 toResponse 函数中，我们之前准 备好的 responseConverter 也派上了用场。
好了，之前准备好的东西都派上了用场，还好没有白费 :)
2.5.2 再看 enqueue(Callback<T> callback)
这里的异步交给了 okhttp3.Call#enqueue(Callback responseCallback) 来 实现，并在它的 callback 中调用 parseResponse 解析响应数据，并转发给传入 的 callback。
2.6 CallAdapter
终于到了最后一步了， CallAdapter<T>#adapt(Call<R> call) 函数负责把 retrofit2.Call<R> 转为 T 。这里 T 当然可以就是 retrofit2.Call<R> ，这时我们直接返回参数就可以了，实际上这正是 DefaultCallAdapterFactory创建的 CallAdapter 的行为。至于其他类型的 工厂返回的 CallAdapter 的行为，这里暂且不表，后面再单独分析。
至此，一次对 API 方法的调用是如何构造并发起网络请求、以及解析返回数据，这 整个过程大致是分析完毕了。对整个流程的概览非常重要，结合 stay 画的流程图， 应该能够比较轻松地看清整个流程了。
虽然我们还没分析完，不过也相当于到了万里长征的遵义，终于可以舒一口气了 :)
三、retrofit-adapters 模块
retrofit 模块内置了 DefaultCallAdapterFactory 和 ExecutorCallAdapterFactory ，它们都适用于 API 方法得到的类型为 retrofit2.Call 的情形，前者生产的 adapter 啥也不做，直接把参数返回，后 者生产的 adapter 则会在异步调用时在指定的 Executor 上执行回调。
retrofit-adapters 的各个子模块则实现了更多的工 厂： GuavaCallAdapterFactory ， Java8CallAdapterFactory 和 RxJavaCallAdapterFactory 。这里我主要分析 RxJavaCallAdapterFactory ，下面的内容就需要一些 RxJava 的知识了，不过 我想使用 Retrofit 的你，肯定也在使用RxJava :)
RxJavaCallAdapterFactory#get 方法中对返回值的类型进行了检查，只支持 rx.Single ， rx.Completable 和 rx.Observable ，这里我主要关注对 rx.Observable 的支持。
RxJavaCallAdapterFactory#getCallAdapter 方法中对返回值的泛型类型进行 了进一步检查，例如我们声明的返回值类型为 Observable<List<Repo>>，泛型 类型就是 List<Repo> ，这里对 retrofit2.Response 和retrofit2.adapter.rxjava.Result 进行了特殊处理，有单独的 adapter 负责 进行转换，其他所有类型都由 SimpleCallAdapter负责转换。
那我们就来看看 SimpleCallAdapter#adapt ：
@Override
public Observable adapt(Call call) {
Observable observable = Observable.create(new CallOnSubscri be<>(call))
.lift(OperatorMapResponseToBodyOrError.instance()); if (scheduler != null) {
return observable.subscribeOn(scheduler);
}
return observable;
} 这里创建了一个 Observable ，它的逻辑由 CallOnSubscribe 类实现，同时使 用了一个 OperatorMapResponseToBodyOrError 操作符，用来把 retrofit2.Response 转为我们声明的类型，或者错误异常类型。
我们接着看 CallOnSubscribe#call ：
@Override
public void call(final Subscriber> subscribe r) {
// Since Call is a one-shot type, clone it for each new subscr iber.
Call call = originalCall.clone();
// Wrap the call in a helper which handles both unsubscription and backpressure.
RequestArbiter requestArbiter = new RequestArbiter<>(call, subscriber);
subscriber.add(requestArbiter);
subscriber.setProducer(requestArbiter);
} 代码很简短，只干了三件事：
- clone 了原来的 call，因为
okhttp3.Call是只能用一次的，所以每次都是 新 clone 一个进行网络请求；- 创建了一个叫做
RequestArbiter的producer，别被它的名字吓懵了，它就 是个producer；- 把这个
producer设置给subscriber；
简言之，大部分情况下 Subscriber 都是被动接受 Observable push 过来的数据， 但要是 Observable 发得太快，Subscriber 处理不过来，那就有问题了，所以就有 了一种 Subscriber 主动 pull 的机制，而这种机制就是通过 Producer 实现的。给 Subscriber 设置 Producer 之后（通过 Subscriber#setProducer 方法）， Subscriber 就会通过 Producer 向上游根据自己的能力请求数据（通过 Producer#request 方法），而 Producer 收到请求之后（通常都是 Observable 管理 Producer，所以“相当于”就是 Observable 收到了请求），再根据请求的量给 Subscriber 发数据。
那我们就看看 RequestArbiter#request：
@Override
public void request(long n) {
if (n < 0) throw new IllegalArgumentException("n < 0: " + n);
if (n == 0) return; // Nothing to do when requesting 0.
if (!compareAndSet(false, true)) return; // Request was alread y triggered.
try {
Response response = call.execute();
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onNext(response);
}
} catch (Throwable t) {
Exceptions.throwIfFatal(t);
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onError(t);
}
return;
}
if (!subscriber.isUnsubscribed()) {
subscriber.onCompleted();
}
} producer 相关的逻辑非常简单，这里就不在赘述。实际干活的逻辑就是执行 call.execute() ，并把返回值发送给下游。
而 OperatorMapResponseToBodyOrError#call 也相当简短：
@Override
public Subscriber> call(final Subscriber child) {
return new Subscriber>(child) {
@Override
public void onNext(Response response) {
if (response.isSuccessful()) {
child.onNext(response.body());
} else {
child.onError(new HttpException(response));
}
}
@Override
public void onCompleted() {
child.onCompleted();
}
@Override
public void onError(Throwable e) {
child.onError(e);
}
};
} 关键就是调用了 response.body() 并发送给下游。这里， body() 返回的就是 我们声明的泛型类型了，至于 Retrofit 是怎么把服务器返回的数据转为我们声明的 类型的，这就是 responseConverter 的事了，还记得吗？
最后看一张返回 Observable 时的调用栈：
执行路径就是：
Observable.subscribe，触发 API 调用的执行；CallOnSubscribe#call，clone call，创建并设置producer；RequestArbiter#request，subscriber被设置了producer之后最终调用 request，在 request 中发起请求，把结果发给下游；OperatorMapResponseToBodyOrError$1#onNext，把response的 body 发 给下游；- 最终就到了我们
subscribe时传入的回调里面了；
四、retrofit-converters 模块
retrofit 模块内置了 BuiltInConverters ，只能处理 ResponseBody ， RequestBody 和 String 类型的转化（实际上不需要转）。而 retrofit- converters 中的子模块则提供了 JSON，XML，ProtoBuf 等类型数据的转换功能， 而且还有多种转换方式可以选择。这里我主要关注 GsonConverterFactory 。
代码非常简单：
@Override
public Converter responseBodyConverter(Type typ e, Annotation[] annotations, Retrofit retrofit) {
TypeAdapter adapter = gson.getAdapter(TypeToken.get(type));
return new GsonResponseBodyConverter<>(gson, adapter);
}
final class GsonResponseBodyConverter implements Converter {
private final Gson gson;
private final TypeAdapter adapter;
GsonResponseBodyConverter(Gson gson, TypeAdapter adapter) {
this.gson = gson;
this.adapter = adapter;
}
@Override public T convert(ResponseBody value) throws IOExcept ion {
JsonReader jsonReader = gson.newJsonReader(value.charStream( ));
try {
return adapter.read(jsonReader); } finally {
value.close();
}
}
} 根据目标类型，利用 Gson#getAdapter 获取相应的 adapter，转换时利用 Gson 的 API 即可。
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