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Android Http网络开发神兵利器


[TOC]

本人在Android移动端开发已经有不少年的经验,经历颇多,感受颇深,特写下此文记录下在Android Http网络开发中的各种工具使用,如果有其他想法和建议,欢迎前来交流 [email protected] 。 本人文笔较差,请不要见怪。

Android开发的时候,很多APP都是基于网络请求的,大部分应用都是基于http的,少部分是基于Socket的,本文主要介绍Android Http开发的主要实践和工具。

本文最先发表于Github,如有转载,请注明转载出处。

Http协议

说起Http网络请求,那么要介绍下Http协议,我在公司面试的时候也很喜欢问这个问题。很多做好了3-5年的工程师,竟然不知道Http协议,只知道怎么调用类库,不知道原理。

作为一个有追求的程序员,Http协议还是需要了解的。知其然知其所以然,在了解Http协议的情况下,才能在实际开发中灵活运用和优化。

这里有篇 文章 ,Http协议介绍的很详细。

HTTP简介

HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是用于从万维网(WWW:World Wide Web )服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

HTTP是一个基于TCP/IP通信协议来传递数据(HTML 文件, 图片文件, 查询结果等)。

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出,经过几年的使用与发展,得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版,HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中,而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建议已经提出。

HTTP协议工作于客户端-服务端架构为上。浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务端即WEB服务器发送所有请求。Web服务器根据接收到的请求后,向客户端发送响应信息。

主要特点

1、简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。

2、灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

3.无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

4.无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

5、支持B/S及C/S模式。

Request

Http请求消息结构

上图是一个Http请求消息结构,我们可以使用抓包工具抓取网络请求,因为是Get请求,所以后面没有请求数据

GET /562f25980001b1b106000338.jpg HTTP/1.1
Host    img.mukewang.com
User-Agent    Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/51.0.2704.106 Safari/537.36
Accept    image/webp,image/*,*/*;q=0.8
Referer    http://www.imooc.com/
Accept-Encoding    gzip, deflate, sdch
Accept-Language    zh-CN,zh;q=0.8

第一部分:请求行,用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

GET说明请求类型为GET,[/562f25980001b1b106000338.jpg]为要访问的资源,该行的最后一部分说明使用的是HTTP1.1版本。

第二部分:请求头部,紧接着请求行(即第一行)之后的部分,用来说明服务器要使用的附加信息

从第二行起为请求头部,HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等

第三部分:空行,请求头部后面的空行是必须的

即使第四部分的请求数据为空,也必须有空行。

第四部分:请求数据也叫主体,可以添加任意的其他数据。

这个例子的请求数据为空。

下面这个例子是Post方式。

POST / HTTP1.1
Host:www.wrox.com
User-Agent:Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.0.04506.648; .NET CLR 3.5.21022)
Content-Type:application/x-www-form-urlencoded
Content-Length:40
Connection: Keep-Alive

name=Professional%20Ajax&publisher=Wiley

第一部分:请求行,第一行明了是post请求,以及http1.1版本。

第二部分:请求头部,第二行至第六行。

第三部分:空行,第七行的空行。

第四部分:请求数据,第八行。

Response

一般情况下,服务器接收并处理客户端发过来的请求后会返回一个HTTP的响应消息。

HTTP响应也由四个部分组成,分别是:状态行、消息报头、空行和响应正文。

Http响应消息结构

HTTP/1.1 200 OK
Date: Fri, 22 May 2009 06:07:21 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8

<html>
      <head></head>
      <body>
            <!--body goes here-->
      </body>
</html>

第一部分:状态行,由HTTP协议版本号, 状态码, 状态消息 三部分组成。

第一行为状态行,(HTTP/1.1)表明HTTP版本为1.1版本,状态码为200,状态消息为(ok)

第二部分:消息报头,用来说明客户端要使用的一些附加信息

第二行和第三行为消息报头, Date:生成响应的日期和时间;Content-Type:指定了MIME类型的HTML(text/html),编码类型是UTF-8

第三部分:空行,消息报头后面的空行是必须的

第四部分:响应正文,服务器返回给客户端的文本信息。

空行后面的html部分为响应正文。

Code

状态代码有三位数字组成,第一个数字定义了响应的类别,共分五种类别:

1xx:指示信息--表示请求已接收,继续处理

2xx:成功--表示请求已被成功接收、理解、接受

3xx:重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作

4xx:客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现

5xx:服务器端错误--服务器未能实现合法的请求

常见状态码:

200 OK                        // 客户端请求成功
400 Bad Request               // 客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解
401 Unauthorized              // 请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
403 Forbidden                 // 服务器收到请求,但是拒绝提供服务
404 Not Found                 // 请求资源不存在,eg:输入了错误的URL
500 Internal Server Error     // 服务器发生不可预期的错误
503 Server Unavailable        // 服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常

Method

根据HTTP标准,HTTP请求可以使用多种请求方法。 HTTP1.0定义了三种请求方法: GET, POST 和 HEAD方法。 HTTP1.1新增了五种请求方法:OPTIONS, PUT, DELETE, TRACE 和 CONNECT 方法。

GET     请求指定的页面信息,并返回实体主体。
HEAD     类似于get请求,只不过返回的响应中没有具体的内容,用于获取报头
POST     向指定资源提交数据进行处理请求(例如提交表单或者上传文件)。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
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。

Header

HTTP消息由客户端到服务器的请求和服务器到客户端的响应组成。请求消息和响应消息都是由开始行(对于请求消息,开始行就是请求行,对于响应消息,开始行就是状态行),消息报头(可选),空行(只有CRLF的行),消息正文(可选)组成。

HTTP消息报头包括普通报头、请求报头、响应报头、实体报头。 每一个报头域都是由名字+“:”+空格+值 组成,消息报头域的名字是大小写无关的。

网络请求库

下面介绍几个常见的Android http网路开发的工具库。

URLConnection

URLConnection是Java JDK中自带的网络请求类,使用的场景不多,因为使用比较繁琐,直接使用底层IO流进行开发,需要了解Http协议才能很好的使用,很多时候需要自己封装,不方便。一般的一些提供第三方服务的sdk会使用,一是为了保证sdk体积大小,二是减少不必要的第三方库引入。

这里不做详细介绍, 这里有一篇博可以详细介绍了

Apache HttpClient

HttpClient是Apache Jakarta Common下的子项目,用来提供高效的、最新的、功能丰富的支持HTTP协议的客户端编程工具包,并且它支持HTTP协议最新的版本和建议。HttpClient已经应用在很多的项目中,比如Apache Jakarta上很著名的另外两个开源项目Cactus和HTMLUnit都使用了HttpClient。

HttpClient相比传统JDK自带的URLConnection,增加了易用性和灵活性,它不仅是客户端发送Http请求变得容易,而且也方便了开发人员测试接口(基于Http协议的),即提高了开发的效率,也方便提高代码的健壮性。

Android在低版本的系统Api中也有Httpclient相关类,但是后来就已经废弃,相关资料可以 参考这里.

HttpClient相关博客

Volley

Android Volley 是在2013年Google I/O大会上推出了一个新的网络通信框架——Volley。Volley可是说是把AsyncHttpClient和Universal-Image-Loader的优点集于了一身,既可以像AsyncHttpClient一样非常简单地进行HTTP通信,也可以像Universal-Image-Loader一样轻松加载网络上的图片。除了简单易用之外,Volley在性能方面也进行了大幅度的调整,它的设计目标就是非常适合去进行数据量不大,但通信频繁的网络操作,而对于大数据量的网络操作,比如说下载文件等,Volley的表现就会非常糟糕。

资料 指出Volley在进行网络请求时,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。主要是因为HttpURLConnection存在相关bug。

Volley相关资料

Volley相关资料

OkHttp & Retrofit

OkHttp 是Square公司开源的处理网络请求的开源项目,是安卓端最火热的轻量级框架,用于替代HttpUrlConnection和Apache HttpClient。最新的版本是OkHttp3,Github地址在 这里

Retrofit 也是Square公司开发的一款针对Android网络请求的框架,Retrofit2底层基于OkHttp实现的,OkHttp现在已经得到Google官方认可,大量的app都采用OkHttp做网络请求, Github地址

网络上也有很多关于OkHttp、Retrofit的示例和资料,而且是目前Android移动端最流行的框架,还是很值得了解一下,在这里就不做详细介绍。

工具

Charles

Charles是一个HTTP代理服务器,HTTP监视器,反转代理服务器·它允许一个开发者查看所有连接互联网的HTTP通信·这些包括request、response、headers(包含cookies与caching信息),由于笔者的开发机器是Mac,所以只介绍了Charles,Windows开发环境的同学可以使用fiddler。

Charles介绍

Charles 主要的功能包括:

截取 Http 和 Https 网络封包。

支持网络请求调试,设置断点,方便调试

支持重发网络请求,方便后端调试。

支持修改网络请求参数。

支持网络请求的截获并动态修改。

支持模拟弱网。

上面介绍了,可以使用Charles方便设置断点,方便调试,可以很容易的修改数据包,这样可以动态修改数据,mock api接口,在实际开发过程中很有用。

Charles Mock 数据

PostMan & Paw

上面介绍了网络抓包工具Charles,先介绍2款模拟http请求的软件。

Postman是一款功能强大的网页调试与发送网页HTTP请求的Chrome插件,使用很简单。

下图模拟发送知乎Api的网络请求。

http://news-at.zhihu.com/api/4/themes

Postman官网

Postman资料

Paw 也是类似于Postman的一款模拟http请求的软件,只不过postman依赖于chrome(经网友指正,postman也有独立客户端),所以个人更加喜欢paw,下图是paw请求知乎api的示例。BTW, paw是一款收费的软件,不过么网上也有破解的,在这里就不介绍如何获取了,反正大家都懂的。

Paw 官网

Paw 使用教程

Chrome Dev Tools

Chrome dev tools是Google Chrome浏览器中自带一块调试工具。如果你是做软件开发的,基本都了解过。

虽然Chrome dev tools 在web开发中使用很多,但是在移动端中也是有用到的,这个后面再介绍。

Chrome dev tools 相关资料

Chrome dev tools 相关资料

Chrome dev tools 相关资料

curl

curl也是和上面poastman与paw功能类似的,不过没有和上面两款放在一起讲是因为curl比较重要,而且具有统一标准性与方便性。

curl是利用URL语法在命令行方式下工作的开源文件传输工具。它被广泛应用在Unix、多种Linux发行版中,并且有DOS和Win32、Win64下的移植版本。

还是原先的例子,请求知乎的api。

很简单在curl命令直接加入url即可发送网络请求。

为什么有postman和paw这么友好的软件后,还需要介绍的curl呢,因为curl是一个命令,是文本,是字符串,当你其他同事开发联调的时候,直接通过im工具发送即可,这样网络请求就能很容移动复现。很多的上面介绍的charles、paw、google dev tool都支持把某一条请求导出为curl命令。这就相当于curl是一个标准,可以在不同机器上面复用,所以了解和使用curl是很有必要的。比如联调开发时候,服务器某个api调试不通过,需要与服务器同学沟通与复习,你直接丢一个curl语句即可,如果对方很懂,那么会觉的你很专业,如果对方不懂,顺便可以装个逼。

curl 资料

curl 官网

OkHttp相关

前面介绍了OkHttp,下面介绍几个基于OkHttp拦截器机制衍生出的常用的工具。

logging-interceptor

开发中经常需要对网络请求进行查看,抓包是可以的,不过现在很多app都是全栈https,想要抓包就没有那么容易了,那么最简单的还是打日志。

logging-interceptor就是干这个事的,在初始化okhttpclient的时候,添加下这个拦截器,那么所有的网络请求会被记录下来。

相关资料

相关资料

Stetho

Stetho是Facebook开源的一个工具,前面说过Google Chrome dev tools,那么Stetho可以让Chrome调试Android,监控网络请求。

同时Stetho还支持查看数据库,SharePreference等,而这个前提是必须root,查看view树,使用Stetho也可以做到。

网上也有很多也有很多相关资料,这里不介绍详细使用。

stetho github

stetho 相关资料

chuck

上面介绍的两款工具,一种是需要在logcat中查看网络请求数据,一种是需要在chrome中查看数据,有没有办法不需要借助任何第三方工具,直接查看呢,答案是肯定的。chuck是我最近关注比较高的一个开源工具,而且很快的就在项目中使用了。

下面官网的截图,可以先了解下chuck的使用效果。

在高版本的Android中,还支持多屏显示,那么一边操作一边显示。

集成的方法都很简单,只需要在初始化OkHttpClient的时候,添加对应的拦截器即可。

Gradle依赖

dependencies {
   debugCompile 'com.readystatesoftware.chuck:library:1.0.4'
   releaseCompile 'com.readystatesoftware.chuck:library-no-op:1.0.4'
 }

添加拦截器

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
  .addInterceptor(new ChuckInterceptor(context))
  .build();

Chuck github

其他

RESTful

RESTful一种软件架构风格,设计风格而不是标准,只是提供了一组设计原则和约束条件。它主要用于客户端和服务器交互类的软件。基于这个风格设计的软件可以更简洁,更有层次,更易于实现缓存等机制。

REST(英文:Representational State Transfer,简称REST)描述了一个架构样式的网络系统,比如 web 应用程序。它首次出现在 2000 年 Roy Fielding 的博士论文中,他是 HTTP 规范的主要编写者之一。在目前主流的三种Web服务交互方案中,REST相比于SOAP(Simple Object Access protocol,简单对象访问协议)以及XML-RPC更加简单明了,无论是对URL的处理还是对Payload的编码,REST都倾向于用更加简单轻量的方法设计和实现。值得注意的是REST并没有一个明确的标准,而更像是一种设计的风格。

虽然本文的主题是介绍Android Http开发的相关内容,并且RESTful是服务端的一种概念。但是我觉的,还是有很必要了解的,最起码可以作为判断你的服务端小伙伴给的接口是否满足RESTful的标准的依据。

后面贴一篇阮一峰大神的博客介绍RESTful

总结

心得

上面介绍了很多种关于网络请求的工具,具体可以分为这几类。

HTTP接口调用工具,这类工具主要是模拟客户端,发起网络请求,方便调试服务器接口。

  • postman
  • paw
  • curl

抓包工具,这类工具不光适合Android开发,也适合其他网络开发,工具使用简单,不过在使用前需要做少许代理配置。WiresShark是一款更加强大的工具,使用比较复杂,而且比较底层,所以在本文中就没介绍,有兴趣的同学可以自己查阅相关资料。

  • Charles
  • Fiddler
  • WiresShark

Android Http请求工具库,这类工具类变化很快,经常会过个几年就会有新的一种工具替换,但是本质思想还是一样的,都是基于URLConnection和HTTP做了一次封装调用。

  • URLConnection
  • HttpClient
  • Volley
  • OkHttp

OkHttp相关,这类工具都是基于OkHttp做了二次封装开发,这个主要归功于OkHttp强大开发模式和架构,开发人员可以方便对OkHttp进行自定义和二次开发。工具很强大,不过也有局限性,只能依附于OkHttp的框架,不利于扩展到其他平台和工具。

  • logging-interceptor
  • Stetho
  • Chuck

工具对比

上面介绍好几款可以监控App网络请求的工具,那么如何根据实际情况,选择一款适合自己项目和团队的工具呢?

Charles & Fiddler

这类工具不依赖与平台和App开发的工具库,不管你是Android、还是iOS,不管使用的是Volley,还是OkHttp都是可以监控的,同时还支持HTTP的调试,方便mock数据,简直是神器。

不过也有少许缺点,比如是不支持Https,如果你的app使用的是https接口,那么这类工具一般情况是不能使用的,不过也有办法,比如把charles的证书设置为根证书,则可以检测到。但是也是有局限的,如果app设置强制校验https证书,此类方法还是不可行。

因为平台无光,可检测到某个手机设备上面的全部网络请求,数据量有时候会很大,如果经常调试某一个app,那么域名一般是固定的,可进行相对应的过滤。

OkHttp相关

通过标题可以看成,此类工具必须依附于OKHttp,那么只能满足Android平台并且App的网络请求库是OkHttp。上面介绍的三款工具,可以选择性的选择其中几种或者是全部,暂时还没有发现冲突的地方。因为是直接嵌入到代码中,那么Https也是可以监控到。同时也只能监控当前设备上的当前应用,不可以检测其他的app。

不过在发布线上或者正式颁布时,需要手动去除这些代码,否则会有很大麻烦,同时也会把相关的隐私和安全反馈给使用的用户。

好了,上面就是关于App网络情况的监控工具比较,建议两个大分类都可以几个或者多个配合使用,具体问题在根据具体工具使用,方便问题解决与网络监控。

其他建议

上面介绍的OkHttp的相关的工具,都是需要在初始化OkHttpClient的时候,手动添加对应的拦截器,如果忘记添加则不会产生效果。

那么可以使用现在流行的Aop技术,在编译时候,会在所有调用OkHttpClient的地方,自动添加,保证不会忘记,如果你的App还是用其他的sdk,sdk里面也是用OKhttp的话,也会监控到sdk里面的网络请求,不少大厂已经使用了这种方法,然后收集请求数据到后端,方便管理和优化。

下面简单介绍相关代码:

首先集成gradle_plugin_android_aspectjx插件

dependencies {
    classpath 'com.hujiang.aspectjx:gradle-android-plugin-aspectjx:1.0.9'
}

然后定义Aspectj切入点

import com.facebook.stetho.okhttp3.StethoInterceptor;
import com.readystatesoftware.chuck.ChuckInterceptor;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Pointcut;

import me.ele.breakfastapp.AppContext;
import okhttp3.OkHttpClient;

@Aspect
public class OkHttpAspect {

    @Pointcut("call(public okhttp3.OkHttpClient build())")
    public void build() {
    }

    @Around("build()")
    public Object aroundBuild(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        Object target = joinPoint.getTarget();
        if (target instanceof OkHttpClient.Builder) {
            OkHttpClient.Builder builder = (OkHttpClient.Builder) target;
            builder.addNetworkInterceptor(new StethoInterceptor());
            builder.addNetworkInterceptor(new ChuckInterceptor(AppContext.get()));
        }

        return joinPoint.proceed();
    }
}

那么在代码编译的时候,会自动插入字节码。

Aop相关资料:

Aop介绍

Aop资料

Assectj

Assectj Gradle 插件

参考资料

Http博客

Http博客

URLConnection

Android HttpClient

HttpClient相关博客

Volley相关资料

Volley相关资料

OkHttp

Retrofit Github地址

Charles介绍

Charles Mock 数据

Postman官网

Postman资料

Paw 官网

Paw 使用教程

Chrome dev tools 相关资料

Chrome dev tools 相关资料

Chrome dev tools 相关资料

curl 资料

curl 官网

Interceptors相关资料

LoggingInterceptors相关资料

stetho github

stetho 相关资料

Chuck github

RESTful

Aop介绍

Aop资料

Assectj

Assectj Gradle 插件


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