原本是计划这周末把文章给搞出来的，然后被拉着打游戏去了~。那么，先来篇retrofit压压惊把。
关于作者
作者：蓝灰_q
博客地址：http://www.jianshu.com/u/2fef768b32f5
声明：本文由作者授权发布，未经原作者允许请勿转载
前言
Retrofit是squareup公司的开源力作，和同属squareup公司开源的OkHttp，一个负责网络调度，一个负责网络执行，为Android开发者提供了即方便又高效的网络访问框架。
不过，对于Retrofit这样设计精妙、代码简洁、使用方便的优秀开源项目，不能仅知道如何扩展和使用，或者仅研究它采用的技术或模式，“技”当然重要，但不能忽视了背后的“道”。
对于Retrofit，我们还应该看到的，是她在优化App架构方面的努力，以及她在提升开发效率方面的借鉴和启示。
本文试图通过一个具体场景，先总结Retrofit在架构中起到的作用，再分析其实现原理，最后探讨Retrofit给我们带来的启示。
我们先通过一个简单的应用场景来回顾Retrofit的使用过程。
基本场景
通常来说，使用Retrofit要经过这样几个步骤
- 引用 在gradle文件中引用retrofit
compile 'com.squareup.retrofit2:retrofit:2.3.0'
compile 'com.squareup.retrofit2:retrofit-converters:2.3.0'
compile 'com.squareup.retrofit2:retrofit-adapters:2.3.0'
如果需要使用更多扩展功能，比如gson转换，rxjava适配等，可以视自己需要继续添加引用
compile 'com.squareup.retrofit2:converter-gson:2.3.0'
compile 'com.squareup.retrofit2:adapter-rxjava2:2.3.0'
如果现有的扩展包不能满足需要，还可以自己扩展converter，adapter等。
- 定义接口 Retrofit要求定义一个网络请求的接口，接口函数里要定义url路径、请求参数、返回类型。
public interface INetApiService {
@GET("/demobiz/api.php")
Call<BizEntity> getBizInfo(@Query("id") String id);
}
在这个接口定义中，用注解@GET("/demobiz/api.php")声明了url路径，用注解@Query("id") 声明了请求参数。
最重要的是，用Call<BizEntity>声明了返回值是一个Retrofit的Call对象，并且声明了这个对象处理的数据类型为BizEntity，BizEntity是我们自定义的数据模型。
- 依次获得Retrofit对象、接口实例对象、网络工作对象 首先，需要新建一个retrofit对象。 然后，根据上一步的接口，实现一个retrofit加工过的接口对象。 最后，调用接口函数，得到一个可以执行网络访问的网络工作对象。
这个复杂的过程下来，最终得到的callWorker对象，才可以执行网络访问。
- 访问网络数据
用上一步获取的worker对象，执行网络请求
在回调函数里，取得我们需要的BizEntity数据对象。网络访问结束。
角色与作用
我们从上面的应用场景可以看出，Retrofit并不做网络请求，只是生成一个能做网络请求的对象。 Retrofit的作用是按照接口去定制Call网络工作对象
什么意思？就是说： Retrofit不直接做网络请求 Retrofit不直接做网络请求 Retrofit不直接做网络请求 重要的事情说三遍。
网络请求的目标虽然是数据，但是我们需要为这个数据写大量的配套代码，发起请求的对象Call，接收数据的对象CallBack，做数据转换的对象Converter，以及检查和处理异常的对象等。 这对于一个项目的开发、扩展和维护来说，都是成本和风险。
而Retrofit做的事情，就是为开发者节省这部分的工作量，Retrofit一方面从底层统一用OkHttp去做网络处理；另一方面在外层灵活提供能直接融入业务逻辑的Call网络访问对象。
具体来说，Retrofit只负责生产对象，生产能做网络请求的工作对象，他有点像一个工厂，只提供产品，工厂本身不处理网络请求，产品才能处理网络请求。 Retrofit在网络请求中的作用大概可以这样理解：
我们看到，从一开始，Retrofit要提供的就是个Call工作对象。 换句话说，对于给Retrofit提供的那个接口
public interface INetApiService {
@GET("/demobiz/api.php")
Call<BizEntity> getBizInfo(@Query("id") String id);
}
这个接口并不是传统意义上的网络请求接口，这个接口不是用来获取数据的接口，而是用来生产对象的接口，这个接口相当于一个工厂，接口中每个函数的返回值不是网络数据，而是一个能进行网络请求的工作对象，我们要先调用函数获得工作对象，再用这个工作对象去请求网络数据。
所以Retrofit的实用价值意义在于，他能根据你的接口定义，灵活地生成对应的网络工作对象，然后你再择机去调用这个对象访问网络。 理解了这一点，我们才能去扩展Retrofit，并理解Retrofit的设计思想。
功能扩展
我们先来看Retrofit能扩展哪些功能，然后再去理解Retrofit的工作原理。 Retrofit主要可以扩展三个地方：
1.OkHttpClient
Retrofit使用OkHttpClient来实现网络请求，这个OkHttpClient虽然不能替换为其他的网络执行框架比如Volley，但是Retrofit允许我们使用自己扩展OkHttpClient，一般最常扩展的就是Interceptor拦截器了
2.addConverterFactory
扩展的是对返回的数据类型的自动转换，把一种数据对象转换为另一种数据对象。 在上述场景中，GsonConverterFactory可以把Http访问得到的json字符串转换为Java数据对象BizEntity，这个BizEntity是在INetApiService接口中要求的的。 这种转换我们自己也经常做，很好理解。 如果现有的扩展包不能满足需要，可以继承Retrofit的接口。retrofit2.Converter<F,T>，自己实现Converter和ConverterFactory。 在创建Retrofit对象时，可以插入我们自定义的ConverterFactory。
//retrofit对象
Retrofit retrofit=new Retrofit.Builder()
.baseUrl(Config.DOMAIN)
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.addConverterFactory(YourConverterFactory.create())//添加自定义Converter
.build();
3.addCallAdapterFactory
扩展的是对网络工作对象callWorker的自动转换，把Retrofit中执行网络请求的Call对象，转换为接口中定义的Call对象。
这个转换不太好理解，我们可以对照下图来理解：
Retrofit本身用一个OkHttpCall的类负责处理网络请求，而我们在接口中定义需要定义很多种Call，例如Call<BizEntity>，或者Flowable<BizEntity>等，接口里的Call和Retrofit里的OkHttpCall并不一致，所以我们需要用一个CallAdapter去做一个适配转换。
（Retrofit底层虽然使用了OkHttpClient去处理网络请求，但她并没有使用okhttp3.call这个Call接口，而是自己又建了一个retrofit2.Call接口，OkHttpCall继承的是retrofit2.Call，与okhttp3.call只是引用关系。这样的设计符合依赖倒置原则，可以尽可能的与OkHttpClient解耦。）
这其实是Retrofit非常核心，也非常好用的一个设计，如果我们在接口中要求的函数返回值是个RxJava的Flowable对象
public interface INetApiService {
@GET("/demobiz/api.php")
Flowable<BizEntity> getBizInfo(@Query("id") String id);
}
那么我们只需要为Retrofit添加对应的扩展
//retrofit对象
Retrofit retrofit=new Retrofit.Builder()
.baseUrl(Config.DOMAIN)
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.addCallAdapterFactory(RxJava2CallAdapterFactory.create())
.build();
就能得到Flowable类型的callWorker对象
//用retrofit加工出对应的接口实例对象
INetApiService netApiService= retrofit.create(INetApiService.class);
···
//调用接口函数，获得网络工作对象
Flowable<BizEntity> callWorker= netApiService.getBizInfo("id001");
在这里，callAdapter做的事情就是把retrofit2.Call对象适配转换为Flowable<T>对象。
同样，如果现有的扩展包不能满足需要，可以继承Retrofit的接口retrofit2.CallAdapter<R,T>，自己实现CallAdapter和CallAdapterFactory。
实现原理
Retrofit固然设计精妙，代码简洁，使用方便，但相应的，我们要理解Retrofit的实现原理也不太容易，这么精妙的设计是极佳的研究素材，我们不能仅仅停留在知道怎么使用，怎么扩展的阶段，那实在是对这个优秀开源项目的浪费。 其实，Retrofit使用的，就是动态代理，方法注解、建造者和适配器等成熟的技术或模式，但是由于她的设计紧凑，而且动态代理屏蔽了很多过程上的细节，所以比较难以理解。
动态代理
从前面的使用场景可知，retrofit会生成一个接口实例。
//用retrofit加工出对应的接口实例对象
INetApiService netApiService= retrofit.create(INetApiService.class);
到Retrofit源码里看create函数，是一个动态代理。
要理解动态代理，最好要看到动态生成的代理类。
由于动态代理是在运行时动态生成的代理类，用常规的反编译方法无法查看，一般要使用Java提供的sun.misc.ProxyGenerator.generateProxyClass(String proxyName,class[] interfaces)函数生成代理类，函数会返回byte[]字节码，然后对字节码反编译得到Java代码。 有一个小问题是，AndroidStudio并不提供sun.misc这个包，我们需要用IntelliJ或者Eclipse建立一个Java工程，在Java环境里调用这个函数。
拿到的代理类，大概是这样的：
我们可以看到，代理类生成的是一个INetApiService接口的实例对象，该对象的getBizInfo函数返回的是接口中定义的Call网络工作对象，这也体现了Retrofit的核心价值，生成接口定义的Call网络工作对象。
那么，这个Call网络工作对象是如何生成的呢，上面动态代理生成的代码是这样的：
return (Call)this.h.invoke(this, m3, new Object[]{str});
也就是说，这个Call网络工作对象是在InvocationHandler中实现的，也就是在Retrofit.create函数中，由InvocationHandler实现的。
这样我们就明白了，**Retrofit使用动态代理，其实是为了开发者在写代码时方便调用，而真正负责生产Call网络工作对象的，还是Retrofit.create函数中定义的这个InvocationHandler，**这个InvocationHandler的代码我们再贴一遍：
ServiceMethod能让我们准确解析到INetApiService中定义的函数，为最后的适配转换提供转换目标，详细分析我们后面再说，先看适配转换的过程。
我们看到，Retrofit内部默认使用OkHttpCall对象去处理网络请求，但是返回的网络工作对象是经过适配器转换的，转换成接口定义的那种Call网络工作对象。
这个适配转换，就是Retrofit能按照接口去定制Call网络工作对象的秘密。
适配转换call对象
我们在初始化Retrofit对象时，好像不添加CallAdapterFactory也能实现适配转换。
这是怎么回事呢，我们知道Retrofit使用了建造者模式，建造者模式的特定就是实现了建造和使用的分离，所以建造者模式的建造函数里，一般会有很复杂的对象创建和初始化过程，所以我们要看一下Retrofit的build函数。
这段代码里，我们看到Retrofit使用OkHttpClient处理网络请求，并且会添加默认的callAdapterFactory，这个platform是一个简单工厂，能根据当前系统平台去生成对应的callAdapterFactory
这个Platform是Retrofit在Builder的构造函数里初始化的。
所以，在Retrofit.build()函数中，我们为Retrofit默认添加的callAdapterFactory，是在Platform中为Android系统设定的ExecutorCallAdapterFactory。
我们看ExecutorCallAdapterFactory的代码，这是一个工厂类，可以返回CallAdapter对象：
在adapt函数中，适配器会把Retrofit中用来访问网络的OkHttpCall，转换为一个ExecutorCallbackCall(继承了INetApiService接口里要求返回的网络工作对象retrofit2.Call)，
这个例子里面，由于OkHttpCall和ExecutorCallbackCall都实现了retrofit2.Call接口，结果出现了从Call<Object>转换为Call<Object>的情况，这可能不容易理解，我们换个RxJava2CallAdapterFactory来看看
这个CallAdapter的转换就比较明显了，把retrofit2.Call对象通过适配器转换为了一个实为Observable<?>的Object对象。
至此，我们可以理解Retrofit根据接口定义动态生产Call网络请求工作对象的原理了，其实就是通过适配器把retrofit2.Call对象转换为目标对象。
至于适配器转换过程中，如何实现的对象转换，就可以根据需求来自由实现了，比如利用静态代理等，如有必要，我们可以自行开发扩展，Retrofit框架并不限制我们对于适配器的实现方式。
函数解析，网络请求，数据转换
在前面分析中，我们知道了Retrofit的整体工作流程，就是Retrofit用动态代理生成Call网络请求对象，在这个过程中，用适配器把Retrofit底层的retrofit2.Call对象转换为INetApiService中定义的Call网络请求对象（如Flowable）。
问题是，Retrofit具体是如何知道了INetApiService中定义的Call网络请求对象，如何实现网络请求，以及如何执行的数据转换呢？
具体过程如下； 首先，根据INetApiService中定义的函数，解析函数，得到函数的具体定义，并生成对应的ServiceMethod。 然后，根据这个ServiceMethod，实现一个OkHttpCall的Call对象，负责在Retrofit底层实现网络访问。 其中，在网络访问返回了网络数据时，根据ServiceMethod实现数据转换。 最后，利用上一小节中匹配的适配器，把OkHttpCall对象转换为INetApiService要求的Call网络请求对象。
所以，我们要了解的就是函数解析、网络请求和数据转换这三个动作，至于最后的适配转换，在上一节中已经分析过了。
1. 函数解析
在接口函数里，用注解描述了输入参数，用Java对象定义了返回值类型，所以对输入参数和返回值，ServiceMethod采取了不同的方式去处理。
输入参数
输入参数是用来描述url的，它的处理相对简单，ServiceMethod会根据反射得到的Method，取得Annotation注解信息，这些注解是Retrofit自己预定义好的（retrofit2.http.*），ServiceMethod根据预先的定义，直接判断注解所属的逻辑分支，在有网络请求时分情况进行处理，就能得到目标url，http请求头等数据。
返回值
返回值是需要用CallAdapter去适配的，所以核心在于生成对应的CallAdapter。 在Retrofit生成Call网络工作对象时，她通过动态代理获取到了接口函数的Method定义，从这个Method中可以获取函数定义的返回对象类型，由于这个转换是需要CallAdapterFactory生产CallAdapter对象去实现，而Retrofit事先并不知道要使用哪个Factory，所以她是遍历所有的CallAdapterFactory，根据目标函数的返回值类型，让每个Factory都去尝试生产一个CallAdapter，哪个成功就用哪个。
2. 网络请求
OkHttpCall继承的retrofit2.Call接口是为了依赖倒置解耦的，真正的网络请求是由OkHttpCall内部引用的okhttp3.call处理的，这个okhttp3.call是 借道ServiceMethod获取的Retrofit中的callFactory，也就是Retrofit中的OkHttpClient。
整个引用链条是这样的： OkHttpCall--okhttp3.call --> ServiceMethod--callFactory --> Retrofit.build()--callFactory//(如未扩展赋值)new OkHttpClient(); --> Retrofit.Builder().client(mClient)//(可能有扩展赋值)扩展过的OkHttpClient
最终的网络请求是由OkHttpCall调用OkHttpClient发出的，调用和回调等过程，也就是在OkHttpCall中处理的。
网络请求的生成过程中，为了使用接口函数中定义的参数，OkHttpCall会调用ServiceMethod来生成Request请求对象，再交给OkHttpCall去处理。
3. 数据转换
因为回调是在OkHttpCall中处理的，所以对回调数据的转换也在OkHttpCall中触发，为了符合接口函数中定义的返回数据类型，OkHttpCall会调用ServiceMethod来转换Response返回数据对象。
OkHttpCall对返回的网络数据，会调用一个serviceMethod.toResponse(ResponseBody body)函数，函数中执行的是：
R toResponse(ResponseBody body) throws IOException { return responseConverter.convert(body); } 这个函数可以把原始的okhttp3. ResponseBody数据转换为INetApiService接口中要求的数据类型（如BizEntity类型）。
从代码可以看出，实现数据转换的核心对象其实是responseConverter，这个Converter实际上要依次经过Retrofit的建造和ServiceMethod的建造后，才能确定下来的。
Retrofit建造时添加数据转换工厂
Retrofit里有converterFactries列表，这是在我们初始化Retrofit实例时添加的
//retrofit对象
Retrofit retrofit=new Retrofit.Builder()
.baseUrl(Config.DOMAIN)
.addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
.addConverterFactory(YourConverterFactory.create())//添加自定义Converter
.build();
ServiceMethod建造时设定数据转换器
ServiceMethod在建造时，就已经确定了对应的是INetApiService中的哪个函数，所以需要明确设定自己的Converter<R,T>转换对象
这需要调用Retrofit
Retrofit会在自己的转换器工厂列表中遍历每个ConverterFactory，尝试根据ServiceMethod所对应的目标数据类型，找到Converter数据转换类
以Gson转换为例，GsonConverterFactory会通过getAdapter来尝试匹配目标数据类型：
public <T> TypeAdapter<T> getAdapter(TypeToken<T> type) {...}
如果可以匹配，那么前面调用serviceMethod.toResponse(ResponseBody body)函数时，会调用
在调用这段代码时，其实就是调用了Gson中最终执行数据转换的代码：
总结来说，Retrofit在类的单一职责方面分隔的很好，OkHttpCall类只负责网络交互，凡是需要知道函数定义的，都交给ServiceMethod类去处理，而ServiceMethod类对使用者不公开，因为Retrofit是个外观模式，而所有需要扩展的都在Retrofit的建造者中实现，他们的分工大概是这样的：
这三个类分工合作，共同实现了函数解析、网络访问和数据转换，并保留了良好的可扩展性。
整体结构与分析
至此，Retrofit的实现细节就已经基本清楚了，他用动态代理去定制接口定义的Call网络工作对象，用适配器去把底层的Call对象转换为目标Call对象，用函数解析/OkHttpClient/数据转换等实现对Call对象的适配转换，并能处理真正的网络请求。 这里面涉及的整体结构和角色分工，大概可以这样表示：
其中，扩展适配器、扩展数据转换和扩展OkHttpClient，虽然都是通过Retrofit实现扩展，但真正的使用者是Retrofit内部的ServiceMethod、OkHttpCall和okhttp3.call等类或对象。
反推retrofit的设计
如果我们不直接正面分析Retrofit的结构设计和技术细节，而是先从Retrofit的功能和作用入手，倒过来推测Retrofit的目标，进而分析其架构和搭建细节，Retrofit为什么会设计成这样就很好理解了。
Retrofit的功能是按照接口定义，自动定制Call网络工作对象，所以Retrofit的目标应该就是避免为网络访问开发大量的配套代码。
为了实现这一目标，Retrofit需要分析哪些是易变的，哪些是不变的，然后分别处理。
由于Retrofit提供网络访问的工作对象，又是服务于具体业务，所以可以分网络访问和具体业务两部分来分析。
网络访问的不变性
对于网络访问来说，不变的是一定有一个实现网络访问的对象，Retrofit选用了自家的OkHttpClient，不过为了把Retrofit和OkHttp两个项目解耦合，Retrofit根据依赖倒置原则，定义了Retrofit自己的Call即retrofit2.call，并定义了操作网络请求的OkHttpCall。
网络访问的易变性
对于网络访问来说，易变的是网络访问的url、请求方式（get/post等）、Http请求的Header设置与安全设置等，以及返回的数据类型。
针对易变的url和请求方式，Retrofit使用了方法注解的方式，可读性良好，扩展性优异，但这需要实现对接口函数中注解的解析，这样就有了ServiceMethod。 针对Http请求的各种设置，其实Retrofit没做什么，因为Retrofit使用的OkHttp有拦截器机制，可以应付这种变化。 针对返回的数据类型，由于目标数据类型与业务有关，是不确定的，Retrofit无法提供一个万能的转换类，所以Retrofit提供了扩展接口，允许开发者自己定义ConverterFactory和Converter，去实现潜在的数据类型转换。
具体业务的不变性
对于具体业务来说，不变的是一定要有一个Call网络工作对象，所以Retrofit可以有一个生产对象的机制（像工厂一样）
具体业务的易变性
对于具体业务来说，易变的就是这个Call网络工作对象的类型，不仅有CallBacl回调、可能还有Flowable工作流、或者其他潜在的对象类型。
针对这种Call对象的易变性，Retrofit也是无法提供一个万能的实现类，所以也是提供了扩展解耦，允许开发者自己定义CallAdapterFactory和CallAdapter，去实现潜在的Call类型转换。
因为这种Call对象的生产需要有大量的配套代码，为了简化代码，Retrofit使用动态代理来生产这个对象。
最后，因为需要处理的方法和对象太多太复杂，需要使用建造者模式来把建造过程和使用过程分离开。
这样倒着走一遍之后，我们再看Retrofit的设计和实现原理，就会觉得水到渠成，对于Retrofit精妙的设计更会有一种切身体会。
借鉴与启示
在上文的反推过程中，我们可窥见（瞎猜）Jake大神的一些思路：
-
万物皆对象 网络访问后，回调数据是个对象；网络访问本身也是个对象。
-
依赖倒置 哪怕是使用自家的OkHttp，哪怕底层调用的始终是OkHttpClient，也需要依赖一个抽象的retrofit2.Call接口，依赖于抽象，而不是依赖于具体。
-
单一职责 类的职责需要维持单一，流程需要但是超出自己职责的功能，去调用相关的类实现，比如OkHttpClient和ServiceMethod的各自职责与调用关系。
-
迪米特法则 内部实现再复杂，对于外部调用者也只展示他需要的那些功能，例如Retrofit。
-
自动>人工 动态代理的使用，可以用自动生成的模板代码，减轻人工编写配套代码的工作量，成本更低，风险更低。
-
利用工厂类开放扩展 对于流程确定，但方法不能确定的，利用工厂类，对调用者开放扩展能力。
-
利用多个工厂类组成扩展列表 如果1个工厂类不能实现兼得，何不设置一个工厂类列表，在多个工厂类中，看哪个工厂类能解决问题。
-
利用建造者模式把建造和使用分离 这样使用者不需要关系复杂的建造过程，例如Retrofit和ServiceMethod。
-
利用外观模式减少对复杂子系统的操作 虽然有复杂的子系统协同工作，调用者只需要调用最外层的Retrofit即可。
-
其他 开放封闭、接口隔离、里式替换、静态代理等设计原则或设计模式都有体现也都很熟悉了，就不再啰嗦。
最后感叹一下。
对于网络访问的抽象与优化，实际上是个非常难的课题，在Retrofit之前，大家努力的方向基本上都是Volley/OkHttp这种围绕底层网络访问的工作。 因为越底层的东西越容易抽象，越上升到接近业务层，就越容易在纷扰的业务层中迷失。 Retrofit能精准地抓到Call网络工作对象这个关键点，并能通过一系列精巧的设计实现对这种类型“飘忽不定”的对象的自动化定制生产，着实令人赞叹。
参考
Retrofit 你真的会用Retrofit2吗?Retrofit2完全教程 Retrofit2 源码解析 Retrofit 框架源码学习 拆轮子系列：拆 Retrofit Android 动态代理以及利用动态代理实现 ServiceHook
