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Android Volley完全解析之帶你從源碼的角度理解Volley

編輯:Android開發實例

經過前三篇文章的學習,Volley的用法我們已經掌握的差不多了,但是對於Volley的工作原理,恐怕有很多朋友還不是很清楚。因此,本篇文章中我們就來一起閱讀一下Volley的源碼,將它的工作流程整體地梳理一遍。同時,這也是Volley系列的最後一篇文章了。

其實,Volley的官方文檔中本身就附有了一張Volley的工作流程圖,如下圖所示。


 

多數朋友突然看到一張這樣的圖,應該會和我一樣,感覺一頭霧水吧?沒錯,目前我們對Volley背後的工作原理還沒有一個概念性的理解,直接就來看這張圖自然會有些吃力。不過沒關系,下面我們就去分析一下Volley的源碼,之後再重新來看這張圖就會好理解多了。

說起分析源碼,那麼應該從哪兒開始看起呢?這就要回顧一下Volley的用法了,還記得嗎,使用Volley的第一步,首先要調用Volley.newRequestQueue(context)方法來獲取一個RequestQueue對象,那麼我們自然要從這個方法開始看起了,代碼如下所示:

  1. public static RequestQueue newRequestQueue(Context context) {  
  2.     return newRequestQueue(context, null);  

這個方法僅僅只有一行代碼,只是調用了newRequestQueue()的方法重載,並給第二個參數傳入null。那我們看下帶有兩個參數的newRequestQueue()方法中的代碼,如下所示:

  1. public static RequestQueue newRequestQueue(Context context, HttpStack stack) {  
  2.     File cacheDir = new File(context.getCacheDir(), DEFAULT_CACHE_DIR);  
  3.     String userAgent = "volley/0";  
  4.     try {  
  5.         String packageName = context.getPackageName();  
  6.         PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(packageName, 0);  
  7.         userAgent = packageName + "/" + info.versionCode;  
  8.     } catch (NameNotFoundException e) {  
  9.     }  
  10.     if (stack == null) {  
  11.         if (Build.VERSION.SDK_INT >= 9) {  
  12.             stack = new HurlStack();  
  13.         } else {  
  14.             stack = new HttpClientStack(AndroidHttpClient.newInstance(userAgent));  
  15.         }  
  16.     }  
  17.     Network network = new BasicNetwork(stack);  
  18.     RequestQueue queue = new RequestQueue(new DiskBasedCache(cacheDir), network);  
  19.     queue.start();  
  20.     return queue;  
  21. }  

可以看到,這裡在第10行判斷如果stack是等於null的,則去創建一個HttpStack對象,這裡會判斷如果手機系統版本號是大於9的,則創建一個HurlStack的實例,否則就創建一個HttpClientStack的實例。實際上HurlStack的內部就是使用HttpURLConnection進行網絡通訊的,而HttpClientStack的內部則是使用HttpClient進行網絡通訊的,這裡為什麼這樣選擇呢?可以參考我之前翻譯的一篇文章http://www.fengfly.com/plus/view-215110-1.html

 

創建好了HttpStack之後,接下來又創建了一個Network對象,它是用於根據傳入的HttpStack對象來處理網絡請求的,緊接著new出一個RequestQueue對象,並調用它的start()方法進行啟動,然後將RequestQueue返回,這樣newRequestQueue()的方法就執行結束了。

那麼RequestQueue的start()方法內部到底執行了什麼東西呢?我們跟進去瞧一瞧:

  1. public void start() {  
  2.     stop();  // Make sure any currently running dispatchers are stopped.  
  3.     // Create the cache dispatcher and start it.  
  4.     mCacheDispatcher = new CacheDispatcher(mCacheQueue, mNetworkQueue, mCache, mDelivery);  
  5.     mCacheDispatcher.start();  
  6.     // Create network dispatchers (and corresponding threads) up to the pool size.  
  7.     for (int i = 0; i < mDispatchers.length; i++) {  
  8.         NetworkDispatcher networkDispatcher = new NetworkDispatcher(mNetworkQueue, mNetwork,  
  9.                 mCache, mDelivery);  
  10.         mDispatchers[i] = networkDispatcher;  
  11.         networkDispatcher.start();  
  12.     }  
  13. }  

這裡先是創建了一個CacheDispatcher的實例,然後調用了它的start()方法,接著在一個for循環裡去創建NetworkDispatcher的實例,並分別調用它們的start()方法。這裡的CacheDispatcher和NetworkDispatcher都是繼承自Thread的,而默認情況下for循環會執行四次,也就是說當調用了Volley.newRequestQueue(context)之後,就會有五個線程一直在後台運行,不斷等待網絡請求的到來,其中CacheDispatcher是緩存線程,NetworkDispatcher是網絡請求線程。

 

得到了RequestQueue之後,我們只需要構建出相應的Request,然後調用RequestQueue的add()方法將Request傳入就可以完成網絡請求操作了,那麼不用說,add()方法的內部肯定有著非常復雜的邏輯,我們來一起看一下:

  1. public <T> Request<T> add(Request<T> request) {  
  2.     // Tag the request as belonging to this queue and add it to the set of current requests.  
  3.     request.setRequestQueue(this);  
  4.     synchronized (mCurrentRequests) {  
  5.         mCurrentRequests.add(request);  
  6.     }  
  7.     // Process requests in the order they are added.  
  8.     request.setSequence(getSequenceNumber());  
  9.     request.addMarker("add-to-queue");  
  10.     // If the request is uncacheable, skip the cache queue and go straight to the network.  
  11.     if (!request.shouldCache()) {  
  12.         mNetworkQueue.add(request);  
  13.         return request;  
  14.     }  
  15.     // Insert request into stage if there's already a request with the same cache key in flight.  
  16.     synchronized (mWaitingRequests) {  
  17.         String cacheKey = request.getCacheKey();  
  18.         if (mWaitingRequests.containsKey(cacheKey)) {  
  19.             // There is already a request in flight. Queue up.  
  20.             Queue<Request<?>> stagedRequests = mWaitingRequests.get(cacheKey);  
  21.             if (stagedRequests == null) {  
  22.                 stagedRequests = new LinkedList<Request<?>>();  
  23.             }  
  24.             stagedRequests.add(request);  
  25.             mWaitingRequests.put(cacheKey, stagedRequests);  
  26.             if (VolleyLog.DEBUG) {  
  27.                 VolleyLog.v("Request for cacheKey=%s is in flight, putting on hold.", cacheKey);  
  28.             }  
  29.         } else {  
  30.             // Insert 'null' queue for this cacheKey, indicating there is now a request in  
  31.             // flight.  
  32.             mWaitingRequests.put(cacheKey, null);  
  33.             mCacheQueue.add(request);  
  34.         }  
  35.         return request;  
  36.     }  
  37. }  

可以看到,在第11行的時候會判斷當前的請求是否可以緩存,如果不能緩存則在第12行直接將這條請求加入網絡請求隊列,可以緩存的話則在第33行將這條請求加入緩存隊列。在默認情況下,每條請求都是可以緩存的,當然我們也可以調用Request的setShouldCache(false)方法來改變這一默認行為。

OK,那麼既然默認每條請求都是可以緩存的,自然就被添加到了緩存隊列中,於是一直在後台等待的緩存線程就要開始運行起來了,我們看下CacheDispatcher中的run()方法,代碼如下所示:

  1. public class CacheDispatcher extends Thread {  
  2.  
  3.     ……  
  4.  
  5.     @Override 
  6.     public void run() {  
  7.         if (DEBUG) VolleyLog.v("start new dispatcher");  
  8.         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
  9.         // Make a blocking call to initialize the cache.  
  10.         mCache.initialize();  
  11.         while (true) {  
  12.             try {  
  13.                 // Get a request from the cache triage queue, blocking until  
  14.                 // at least one is available.  
  15.                 final Request<?> request = mCacheQueue.take();  
  16.                 request.addMarker("cache-queue-take");  
  17.                 // If the request has been canceled, don't bother dispatching it.  
  18.                 if (request.isCanceled()) {  
  19.                     request.finish("cache-discard-canceled");  
  20.                     continue;  
  21.                 }  
  22.                 // Attempt to retrieve this item from cache.  
  23.                 Cache.Entry entry = mCache.get(request.getCacheKey());  
  24.                 if (entry == null) {  
  25.                     request.addMarker("cache-miss");  
  26.                     // Cache miss; send off to the network dispatcher.  
  27.                     mNetworkQueue.put(request);  
  28.                     continue;  
  29.                 }  
  30.                 // If it is completely expired, just send it to the network.  
  31.                 if (entry.isExpired()) {  
  32.                     request.addMarker("cache-hit-expired");  
  33.                     request.setCacheEntry(entry);  
  34.                     mNetworkQueue.put(request);  
  35.                     continue;  
  36.                 }  
  37.                 // We have a cache hit; parse its data for delivery back to the request.  
  38.                 request.addMarker("cache-hit");  
  39.                 Response<?> response = request.parseNetworkResponse(  
  40.                         new NetworkResponse(entry.data, entry.responseHeaders));  
  41.                 request.addMarker("cache-hit-parsed");  
  42.                 if (!entry.refreshNeeded()) {  
  43.                     // Completely unexpired cache hit. Just deliver the response.  
  44.                     mDelivery.postResponse(request, response);  
  45.                 } else {  
  46.                     // Soft-expired cache hit. We can deliver the cached response,  
  47.                     // but we need to also send the request to the network for  
  48.                     // refreshing.  
  49.                     request.addMarker("cache-hit-refresh-needed");  
  50.                     request.setCacheEntry(entry);  
  51.                     // Mark the response as intermediate.  
  52.                     response.intermediate = true;  
  53.                     // Post the intermediate response back to the user and have  
  54.                     // the delivery then forward the request along to the network.  
  55.                     mDelivery.postResponse(request, response, new Runnable() {  
  56.                         @Override 
  57.                         public void run() {  
  58.                             try {  
  59.                                 mNetworkQueue.put(request);  
  60.                             } catch (InterruptedException e) {  
  61.                                 // Not much we can do about this.  
  62.                             }  
  63.                         }  
  64.                     });  
  65.                 }  
  66.             } catch (InterruptedException e) {  
  67.                 // We may have been interrupted because it was time to quit.  
  68.                 if (mQuit) {  
  69.                     return;  
  70.                 }  
  71.                 continue;  
  72.             }  
  73.         }  
  74.     }  
  75. }  

代碼有點長,我們只挑重點看。首先在11行可以看到一個while(true)循環,說明緩存線程始終是在運行的,接著在第23行會嘗試從緩存當中取出響應結果,如何為空的話則把這條請求加入到網絡請求隊列中,如果不為空的話再判斷該緩存是否已過期,如果已經過期了則同樣把這條請求加入到網絡請求隊列中,否則就認為不需要重發網絡請求,直接使用緩存中的數據即可。之後會在第39行調用Request的parseNetworkResponse()方法來對數據進行解析,再往後就是將解析出來的數據進行回調了,這部分代碼我們先跳過,因為它的邏輯和NetworkDispatcher後半部分的邏輯是基本相同的,那麼我們等下合並在一起看就好了,先來看一下NetworkDispatcher中是怎麼處理網絡請求隊列的,代碼如下所示:

  1. public class NetworkDispatcher extends Thread {  
  2.     ……  
  3.     @Override 
  4.     public void run() {  
  5.         Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);  
  6.         Request<?> request;  
  7.         while (true) {  
  8.             try {  
  9.                 // Take a request from the queue.  
  10.                 request = mQueue.take();  
  11.             } catch (InterruptedException e) {  
  12.                 // We may have been interrupted because it was time to quit.  
  13.                 if (mQuit) {  
  14.                     return;  
  15.                 }  
  16.                 continue;  
  17.             }  
  18.             try {  
  19.                 request.addMarker("network-queue-take");  
  20.                 // If the request was cancelled already, do not perform the  
  21.                 // network request.  
  22.                 if (request.isCanceled()) {  
  23.                     request.finish("network-discard-cancelled");  
  24.                     continue;  
  25.                 }  
  26.                 addTrafficStatsTag(request);  
  27.                 // Perform the network request.  
  28.                 NetworkResponse networkResponse = mNetwork.performRequest(request);  
  29.                 request.addMarker("network-http-complete");  
  30.                 // If the server returned 304 AND we delivered a response already,  
  31.                 // we're done -- don't deliver a second identical response.  
  32.                 if (networkResponse.notModified && request.hasHadResponseDelivered()) {  
  33.                     request.finish("not-modified");  
  34.                     continue;  
  35.                 }  
  36.                 // Parse the response here on the worker thread.  
  37.                 Response<?> response = request.parseNetworkResponse(networkResponse);  
  38.                 request.addMarker("network-parse-complete");  
  39.                 // Write to cache if applicable.  
  40.                 // TODO: Only update cache metadata instead of entire record for 304s.  
  41.                 if (request.shouldCache() && response.cacheEntry != null) {  
  42.                     mCache.put(request.getCacheKey(), response.cacheEntry);  
  43.                     request.addMarker("network-cache-written");  
  44.                 }  
  45.                 // Post the response back.  
  46.                 request.markDelivered();  
  47.                 mDelivery.postResponse(request, response);  
  48.             } catch (VolleyError volleyError) {  
  49.                 parseAndDeliverNetworkError(request, volleyError);  
  50.             } catch (Exception e) {  
  51.                 VolleyLog.e(e, "Unhandled exception %s", e.toString());  
  52.                 mDelivery.postError(request, new VolleyError(e));  
  53.             }  
  54.         }  
  55.     }  
  56. }  

同樣地,在第7行我們看到了類似的while(true)循環,說明網絡請求線程也是在不斷運行的。在第28行的時候會調用Network的performRequest()方法來去發送網絡請求,而Network是一個接口,這裡具體的實現是BasicNetwork,我們來看下它的performRequest()方法,如下所示:

  1. public class BasicNetwork implements Network {  
  2.     ……  
  3.     @Override 
  4.     public NetworkResponse performRequest(Request<?> request) throws VolleyError {  
  5.         long requestStart = SystemClock.elapsedRealtime();  
  6.         while (true) {  
  7.             HttpResponse httpResponse = null;  
  8.             byte[] responseContents = null;  
  9.             Map<String, String> responseHeaders = new HashMap<String, String>();  
  10.             try {  
  11.                 // Gather headers.  
  12.                 Map<String, String> headers = new HashMap<String, String>();  
  13.                 addCacheHeaders(headers, request.getCacheEntry());  
  14.                 httpResponse = mHttpStack.performRequest(request, headers);  
  15.                 StatusLine statusLine = httpResponse.getStatusLine();  
  16.                 int statusCode = statusLine.getStatusCode();  
  17.                 responseHeaders = convertHeaders(httpResponse.getAllHeaders());  
  18.                 // Handle cache validation.  
  19.                 if (statusCode == HttpStatus.SC_NOT_MODIFIED) {  
  20.                     return new NetworkResponse(HttpStatus.SC_NOT_MODIFIED,  
  21.                             request.getCacheEntry() == null ? null : request.getCacheEntry().data,  
  22.                             responseHeaders, true);  
  23.                 }  
  24.                 // Some responses such as 204s do not have content.  We must check.  
  25.                 if (httpResponse.getEntity() != null) {  
  26.                   responseContents = entityToBytes(httpResponse.getEntity());  
  27.                 } else {  
  28.                   // Add 0 byte response as a way of honestly representing a  
  29.                   // no-content request.  
  30.                   responseContents = new byte[0];  
  31.                 }  
  32.                 // if the request is slow, log it.  
  33.                 long requestLifetime = SystemClock.elapsedRealtime() - requestStart;  
  34.                 logSlowRequests(requestLifetime, request, responseContents, statusLine);  
  35.                 if (statusCode < 200 || statusCode > 299) {  
  36.                     throw new IOException();  
  37.                 }  
  38.                 return new NetworkResponse(statusCode, responseContents, responseHeaders, false);  
  39.             } catch (Exception e) {  
  40.                 ……  
  41.             }  
  42.         }  
  43.     }  
  44. }  

這段方法中大多都是一些網絡請求細節方面的東西,我們並不需要太多關心,需要注意的是在第14行調用了HttpStack的performRequest()方法,這裡的HttpStack就是在一開始調用newRequestQueue()方法是創建的實例,默認情況下如果系統版本號大於9就創建的HurlStack對象,否則創建HttpClientStack對象。前面已經說過,這兩個對象的內部實際就是分別使用HttpURLConnection和HttpClient來發送網絡請求的,我們就不再跟進去閱讀了,之後會將服務器返回的數據組裝成一個NetworkResponse對象進行返回。

在NetworkDispatcher中收到了NetworkResponse這個返回值後又會調用Request的parseNetworkResponse()方法來解析NetworkResponse中的數據,以及將數據寫入到緩存,這個方法的實現是交給Request的子類來完成的,因為不同種類的Request解析的方式也肯定不同。還記得我們在上一篇文章中學習的自定義Request的方式嗎?其中parseNetworkResponse()這個方法就是必須要重寫的。

在解析完了NetworkResponse中的數據之後,又會調用ExecutorDelivery的postResponse()方法來回調解析出的數據,代碼如下所示:

  1. public void postResponse(Request<?> request, Response<?> response, Runnable runnable) {  
  2.     request.markDelivered();  
  3.     request.addMarker("post-response");  
  4.     mResponsePoster.execute(new ResponseDeliveryRunnable(request, response, runnable));  
  5. }  

其中,在mResponsePoster的execute()方法中傳入了一個ResponseDeliveryRunnable對象,就可以保證該對象中的run()方法就是在主線程當中運行的了,我們看下run()方法中的代碼是什麼樣的:

  1. private class ResponseDeliveryRunnable implements Runnable {  
  2.     private final Request mRequest;  
  3.     private final Response mResponse;  
  4.     private final Runnable mRunnable;  
  5.  
  6.     public ResponseDeliveryRunnable(Request request, Response response, Runnable runnable) {  
  7.         mRequest = request;  
  8.         mResponse = response;  
  9.         mRunnable = runnable;  
  10.     }  
  11.  
  12.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  13.     @Override 
  14.     public void run() {  
  15.         // If this request has canceled, finish it and don't deliver.  
  16.         if (mRequest.isCanceled()) {  
  17.             mRequest.finish("canceled-at-delivery");  
  18.             return;  
  19.         }  
  20.         // Deliver a normal response or error, depending.  
  21.         if (mResponse.isSuccess()) {  
  22.             mRequest.deliverResponse(mResponse.result);  
  23.         } else {  
  24.             mRequest.deliverError(mResponse.error);  
  25.         }  
  26.         // If this is an intermediate response, add a marker, otherwise we're done  
  27.         // and the request can be finished.  
  28.         if (mResponse.intermediate) {  
  29.             mRequest.addMarker("intermediate-response");  
  30.         } else {  
  31.             mRequest.finish("done");  
  32.         }  
  33.         // If we have been provided a post-delivery runnable, run it.  
  34.         if (mRunnable != null) {  
  35.             mRunnable.run();  
  36.         }  
  37.    }  
  38. }  

代碼雖然不多,但我們並不需要行行閱讀,抓住重點看即可。其中在第22行調用了Request的deliverResponse()方法,有沒有感覺很熟悉?沒錯,這個就是我們在自定義Request時需要重寫的另外一個方法,每一條網絡請求的響應都是回調到這個方法中,最後我們再在這個方法中將響應的數據回調到Response.Listener的onResponse()方法中就可以了。

好了,到這裡我們就把Volley的完整執行流程全部梳理了一遍,你是不是已經感覺已經很清晰了呢?對了,還記得在文章一開始的那張流程圖嗎,剛才還不能理解,現在我們再來重新看下這張圖:


 

其中藍色部分代表主線程,綠色部分代表緩存線程,橙色部分代表網絡線程。我們在主線程中調用RequestQueue的add()方法來添加一條網絡請求,這條請求會先被加入到緩存隊列當中,如果發現可以找到相應的緩存結果就直接讀取緩存並解析,然後回調給主線程。如果在緩存中沒有找到結果,則將這條請求加入到網絡請求隊列中,然後處理發送HTTP請求,解析響應結果,寫入緩存,並回調主線程。

怎麼樣,是不是感覺現在理解這張圖已經變得輕松簡單了?好了,到此為止我們就把Volley的用法和源碼全部學習完了,相信你已經對Volley非常熟悉並可以將它應用到實際項目當中了,那麼Volley完全解析系列的文章到此結束,感謝大家有耐心看到最後。

 

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