OkHttp 源码阅读笔记(二)

OkHttp 源码阅读笔记(二)

在前面的一篇文章中介绍了 OkHttp 的同步调用和异步调用,Dispatcher 的任务调度器工作方式和 RealInterceptorChain 拦截器链的工作方式,没有看过的同学可以看看OkHttp 源码阅读笔记(一)

本篇文章主要介绍网络链接获取。

获取网络链接缓存

我在前面的文章中也讲到 ConnectInterceptor 拦截器中会获取网络链接,我们来看看他的 intercept() 方法:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
override fun intercept(chain: Interceptor.Chain): Response {
  val realChain = chain as RealInterceptorChain
  // 获取 Exchange 对象
  val exchange = realChain.call.initExchange(realChain)
  // 把 exchange 对象写入到一个新的 RealInterceptorChain 对象中
  val connectedChain = realChain.copy(exchange = exchange)
  // 用新的 chain 对象执行后面的任务链调用
  return connectedChain.proceed(realChain.request)
}

前面我也讲过如果有 Exchange 对象就表示网络链接已经创建,在 ConnectInterceptor 拦截器之后执行的拦截器执行时就已经有网络链接了,除了系统拦截器外,这些拦截器就是我们自定义的网络拦截器,我们自定义的普通拦截器执行时就还没有创建网络链接。

我们看到它时调用了 RealCall#initExchange() 方法来获取 Exchange 对象的,我们来看看它的实现:

Kotlin 复制代码
internal fun initExchange(chain: RealInterceptorChain): Exchange {
  // 各种状态检查
  synchronized(this) {
    check(expectMoreExchanges) { "released" }
    check(!responseBodyOpen)
    check(!requestBodyOpen)
  }
  // 这个 ExchangeFinder 对象是在第一个系统拦截 RetryAndFollowUpInterceptor 中触发创建的
  val exchangeFinder = this.exchangeFinder!!
  // 找到一个可用的链接
  val connection = exchangeFinder.find()
  val codec = connection.newCodec(client, chain)
  // 构建出 Exchange 对象.
  val result = Exchange(this, eventListener, exchangeFinder, codec)
  this.interceptorScopedExchange = result
  this.exchange = result
  synchronized(this) {
    this.requestBodyOpen = true
    this.responseBodyOpen = true
  }

  if (canceled) throw IOException("Canceled")
  return result
}

通过以上的代码我们可以知道是通过 ExchangeFinder#find() 方法去查找的一个可用的链接,然后通过它最终构建一个 Exchange 对象。

其中触发 ExchangeFinder 实例创建的代码是第一个系统拦截器 RetryAndFlowUpInterceptor,我们简单看看相关的代码:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
override fun intercept(chain: Interceptor.Chain): Response {
  // ...
  while (true) {
    // 触发 ExchangeFinder 对象创建
    call.enterNetworkInterceptorExchange(request, newRoutePlanner, chain)
    // ...
  }
}

我们看到 RetryAndFlowUpInterceptor 调用了 RealCall#enterNetworkInterceptorExchange() 方法,我们来看看它的实现:

Kotlin 复制代码
fun enterNetworkInterceptorExchange(request: Request, newExchangeFinder: Boolean) {
  check(interceptorScopedExchange == null)

  synchronized(this) {
    check(!responseBodyOpen) {
      "cannot make a new request because the previous response is still open: " +
          "please call response.close()"
    }
    check(!requestBodyOpen)
  }

  if (newExchangeFinder) {
    // 直接创建一个 ExchangeFinder 对象
    this.exchangeFinder = ExchangeFinder(
        connectionPool,
        createAddress(request.url),
        this,
        eventListener
    )
  }
}

我们继续看看 ExchangeFinder#find() 方法的实现:

Kotlin 复制代码
fun find(
  client: OkHttpClient,
  chain: RealInterceptorChain
): ExchangeCodec {
  try {
    // 找到一个可用的链接
    val resultConnection = findHealthyConnection(
        connectTimeout = chain.connectTimeoutMillis,
        readTimeout = chain.readTimeoutMillis,
        writeTimeout = chain.writeTimeoutMillis,
        pingIntervalMillis = client.pingIntervalMillis,
        connectionRetryEnabled = client.retryOnConnectionFailure,
        doExtensiveHealthChecks = chain.request.method != "GET"
    )
    // 创建一个对应的 ExchangeCodec 对象返回
    return resultConnection.newCodec(client, chain)
  } catch (e: RouteException) {
    trackFailure(e.lastConnectException)
    throw e
  } catch (e: IOException) {
    trackFailure(e)
    throw RouteException(e)
  }
}

我们继续追踪 findHealthyConnection() 方法:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
private fun findHealthyConnection(
  connectTimeout: Int,
  readTimeout: Int,
  writeTimeout: Int,
  pingIntervalMillis: Int,
  connectionRetryEnabled: Boolean,
  doExtensiveHealthChecks: Boolean
): RealConnection {
  // 这里是一个死循环去查找可用的链接,直到找到可用的链接为止
  while (true) {
    // 查找
    val candidate = findConnection(
        connectTimeout = connectTimeout,
        readTimeout = readTimeout,
        writeTimeout = writeTimeout,
        pingIntervalMillis = pingIntervalMillis,
        connectionRetryEnabled = connectionRetryEnabled
    )

    // Confirm that the connection is good.
    // 判断链接可用
    if (candidate.isHealthy(doExtensiveHealthChecks)) {
      返回可用链接
      return candidate
    }

    // If it isn't, take it out of the pool.
    // 标记链接不可用
    candidate.noNewExchanges()

    // Make sure we have some routes left to try. One example where we may exhaust all the routes
    // would happen if we made a new connection and it immediately is detected as unhealthy.
    // 如果还有可重试的链接,继续查找
    if (nextRouteToTry != null) continue

    // 如果还有可选择的 Route,继续查找
    val routesLeft = routeSelection?.hasNext() ?: true
    if (routesLeft) continue

    // 如果还有可选择的 Proxy,继续查找
    val routesSelectionLeft = routeSelector?.hasNext() ?: true
    if (routesSelectionLeft) continue
    
    // 没有找到可用的 Route,直接报错
    throw IOException("exhausted all routes")
  }
}

这里是一个循环去查找一个可用的链接,你可能有点懵,怎么还有多个可用的链接呢?我这里先大概介绍一下,后面还会详细介绍。在 OkHttp 怎么确定一个链接呢?url + Proxy + IP Address 就可以设定一个确定的链接,OkHttp 可以设置 Proxy,一个域名也可以有多个对应的 IP Address。所以 一次请求可能有多个可以使用链接,就像一个请求有多个可达的路径,OkHttp 在它的内部用 Route 类来描述这个可达的路径。当一个请求有多个可达的路径时,就会找到一个可用的然后返回,所以上面是一个循环去查询的原因。首先遍历 Proxy ,然后再遍历 IP Address 直到找到一个可用的链接,然后再返回。

OK,我们再看看 findConnnection() 方法的代码:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
private fun findConnection(
  connectTimeout: Int,
  readTimeout: Int,
  writeTimeout: Int,
  pingIntervalMillis: Int,
  connectionRetryEnabled: Boolean
): RealConnection {
  if (call.isCanceled()) throw IOException("Canceled")

  // 先从 `RealCall` 中去获取上次的 Connection,判断是否可用
  // Attempt to reuse the connection from the call.
  val callConnection = call.connection // This may be mutated by releaseConnectionNoEvents()!
  if (callConnection != null) {
    var toClose: Socket? = null
    synchronized(callConnection) {
      if (callConnection.noNewExchanges || !sameHostAndPort(callConnection.route().address.url)) {
        // 这里表示上次的链接不可用
        toClose = call.releaseConnectionNoEvents()
      }
    }

    // If the call's connection wasn't released, reuse it. We don't call connectionAcquired() here
    // because we already acquired it.
    if (call.connection != null) {
      // 这里表示上次的链接可用,直接返回
      check(toClose == null)
      return callConnection
    }

    // The call's connection was released.
    // 关闭不可用的链接
    toClose?.closeQuietly()
    // 关闭链接时会通知 `eventListener`。
    eventListener.connectionReleased(call, callConnection)
  }

  // We need a new connection. Give it fresh stats.
  refusedStreamCount = 0
  connectionShutdownCount = 0
  otherFailureCount = 0
  
  // 尝试从 ConnectionPool 中获取一个可以使用的链接
  // Attempt to get a connection from the pool.
  if (connectionPool.callAcquirePooledConnection(address, call, null, false)) {
    // 表示从 ConnectionPool 中找到可以使用的链接直接返回
    val result = call.connection!!
    eventListener.connectionAcquired(call, result)
    return result
  }

  // Nothing in the pool. Figure out what route we'll try next.
  // 后续就是新创建一个链接的代码,后面再分析。 
  // ...
  return newConnection
}

这里有三种方式来获取链接:

  • 直接从 RealCall 中获取

    你可能有点懵 RealCall 中怎么会有链接呢?我们一路看代码都没有看到。先不要急,这个可能是上次网络请求的时候保存下来的,但是也不对啊,一个 RealCall 只能执行一次,确实是这样 RealCall 是只能执行一次,但是一次的 RealCall 调用中可能有多次的 Http请求,比如说重定向请求,我第一次请求后服务器返回了一个重定向的地址,我就还需要再请求一次重定向地址,所以我第二次请求时就有第一次请求是创建的链接,所以我就可以尝试使用第一次的链接来完成第二次请求,但是两次的域名有可能是不一样的,所以需要检查一次上次的链接是否可以在本次使用。

  • ConnectionPool 中获取

    就是缓存后的链接,如果 RequestHeanderResponseHeader 中都有 Connection: Keep-Alive 就表示后续可以继续使用这个链接,我们就会在把他保存在 ConnectionPool 中供下次使用,文章后面会单独看 ConnectionPool

  • 新创建链接

    我把新创建链接的代码省略了,文章后面单独看新链接创建的过程。

新的网络链接创建

我们接着看 ExchangeFinder#findConnection() 方法中创建网络链接的相关代码:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
private fun findConnection(
  connectTimeout: Int,
  readTimeout: Int,
  writeTimeout: Int,
  pingIntervalMillis: Int,
  connectionRetryEnabled: Boolean
): RealConnection {
  // ...

  // Nothing in the pool. Figure out what route we'll try next.
  val routes: List<Route>?
  val route: Route
  if (nextRouteToTry != null) {
    // 重试的 Route
    // Use a route from a preceding coalesced connection.
    routes = null
    route = nextRouteToTry!!
    nextRouteToTry = null
  } else if (routeSelection != null && routeSelection!!.hasNext()) {
    // 从 RouteSelection 中获取下一个 Route
    // Use a route from an existing route selection.
    routes = null
    route = routeSelection!!.next()
  } else {
    // Compute a new route selection. This is a blocking operation!
    var localRouteSelector = routeSelector
    if (localRouteSelector == null) {
      // 创建 RouteSeletor
      localRouteSelector = RouteSelector(address, call.client.routeDatabase, call, eventListener)
      this.routeSelector = localRouteSelector
    }
    // 获取可用的 RouteSelection
    val localRouteSelection = localRouteSelector.next()
    routeSelection = localRouteSelection
    routes = localRouteSelection.routes

    if (call.isCanceled()) throw IOException("Canceled")

    // Now that we have a set of IP addresses, make another attempt at getting a connection from
    // the pool. We have a better chance of matching thanks to connection coalescing.
    // 再尝试从 ConnectionPool 中获取一次,如果获取到了,使用 Pool 中的链接
    if (connectionPool.callAcquirePooledConnection(address, call, routes, false)) {
      val result = call.connection!!
      eventListener.connectionAcquired(call, result)
      return result
    }
    // 获取到一个可用的 Route
    route = localRouteSelection.next()
  }

  // Connect. Tell the call about the connecting call so async cancels work.
  // 创建新的链接
  val newConnection = RealConnection(connectionPool, route)
  call.connectionToCancel = newConnection
  try {
    // 执行链接
    newConnection.connect(
        connectTimeout,
        readTimeout,
        writeTimeout,
        pingIntervalMillis,
        connectionRetryEnabled,
        call,
        eventListener
    )
  } finally {
    call.connectionToCancel = null
  }
  call.client.routeDatabase.connected(newConnection.route())

  // If we raced another call connecting to this host, coalesce the connections. This makes for 3
  // different lookups in the connection pool!
  // 再再次尝试从 ConnectionPool 中获取链接
  if (connectionPool.callAcquirePooledConnection(address, call, routes, true)) {
    val result = call.connection!!
    nextRouteToTry = route
    newConnection.socket().closeQuietly()
    eventListener.connectionAcquired(call, result)
    return result
  }

  synchronized(newConnection) {
    // 把新的链接放入到 ConnectionPool 中
    connectionPool.put(newConnection)
    // 把这个链接保存到 RealCall 中
    call.acquireConnectionNoEvents(newConnection)
  }
  // 链接成功后通知 EventListener
  eventListener.connectionAcquired(call, newConnection)
  return newConnection
}

这里整理一下主要逻辑:

  • 链接 Route 的获取
    Route 的获取有三种方式:

    1. 获取上次需要重试的 Route
    2. 从上次保存的 RouteSelection 中获取 Route
    3. 创建新的 RouteSelector,从 RouteSelector 中获取 Selection, 然后从 Selection 中获取 RouteSelectionRouteSelector 后面会单独讲)。
  • RealConnection 创建链接

    调用 RealConnection#connect() 方法来建立连接(后面单独讲)。

  • 创建成功的链接保存到 RealCallConnectionPool

RouteSelectorSelection

RouteSelectorSelection 你可能还有点懵,Selector#next() 方法就是从对应的一个 Proxy 中获取一组对应的 Route,来描述这个 ProxyRoute 组的就是一个 Selection,从 Selection#next() 方法中获取的就是一个特定的 Route

我们先来看看 RouteSelector 的构造函数:

Kotlin 复制代码
init {
  resetNextProxy(address.url, address.proxy)
}

/** Prepares the proxy servers to try. */
private fun resetNextProxy(url: HttpUrl, proxy: Proxy?) {
  fun selectProxies(): List<Proxy> {
    // If the user specifies a proxy, try that and only that.
    if (proxy != null) return listOf(proxy)

    // If the URI lacks a host (as in "http://</"), don't call the ProxySelector.
    val uri = url.toUri()
    if (uri.host == null) return immutableListOf(Proxy.NO_PROXY)

    // Try each of the ProxySelector choices until one connection succeeds.
    val proxiesOrNull = address.proxySelector.select(uri)
    if (proxiesOrNull.isNullOrEmpty()) return immutableListOf(Proxy.NO_PROXY)

    return proxiesOrNull.toImmutableList()
  }

  // 通知 EventListener 开始获取代理
  eventListener.proxySelectStart(call, url)
  // 获取代理
  proxies = selectProxies()
  nextProxyIndex = 0
  // 通知 Event Listener 代理获取结束
  eventListener.proxySelectEnd(call, url, proxies)
}

在构造函数中会去获取代理,在开始获取代理前会通过 proxySelectStart() 方法通知 EventListener,结束后通过 proxySelectEnd 通知 EventListener,这里的代理列表不会为空,默认情况下没有代理的话列表中只有一个 Proxy.NO_PROXY。代理的类型分为 DirctHttpSocks,而我们默认的 Proxy.NO_PROXY 对象就是 Dirct 类型,也就是不用代理。

我们继续看看 RouteSelector#next() 方法(next() 方法在最下面哈,注意看):

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
private fun resetNextInetSocketAddress(proxy: Proxy) {
  // Clear the addresses. Necessary if getAllByName() below throws!
  val mutableInetSocketAddresses = mutableListOf<InetSocketAddress>()
  inetSocketAddresses = mutableInetSocketAddresses

  val socketHost: String
  val socketPort: Int
  if (proxy.type() == Proxy.Type.DIRECT || proxy.type() == Proxy.Type.SOCKS) {
    // 如果是 DIRECT 和 SOCKS 就直接使用 url 的域名和端口.
    socketHost = address.url.host
    socketPort = address.url.port
  } else {
    // 如果是 HTTP 使用代理的 url 的域名和端口.
    val proxyAddress = proxy.address()
    require(proxyAddress is InetSocketAddress) {
      "Proxy.address() is not an InetSocketAddress: ${proxyAddress.javaClass}"
    }
    socketHost = proxyAddress.socketHost
    socketPort = proxyAddress.port
  }

  // 判断端口是否合法
  if (socketPort !in 1..65535) {
    throw SocketException("No route to $socketHost:$socketPort; port is out of range")
  }

  if (proxy.type() == Proxy.Type.SOCKS) {
    mutableInetSocketAddresses += InetSocketAddress.createUnresolved(socketHost, socketPort)
  } else {
    val addresses = if (socketHost.canParseAsIpAddress()) {
      // 这里是域名本来就是 ip 的样式,比如这样的:192.168.1.1:80,就不需要使用 dns 域名查询
      listOf(InetAddress.getByName(socketHost))
    } else {
      // 后续执行域名查询操作
      
      // 通知 eventListener 域名查询开始
      eventListener.dnsStart(call, socketHost)

      // Try each address for best behavior in mixed IPv4/IPv6 environments.
      // 执行域名查询,这个 dns 是可以自定义的. 
      val result = address.dns.lookup(socketHost)
      if (result.isEmpty()) {
        // 域名查询失败
        throw UnknownHostException("${address.dns} returned no addresses for $socketHost")
      }
      // 通知 eventListener 域名查询结束
      eventListener.dnsEnd(call, socketHost, result)
      result
    }
    
    // 将查询的结果新建一个 InetSocketAddress 写入到列表中
    for (inetAddress in addresses) {
      mutableInetSocketAddresses += InetSocketAddress(inetAddress, socketPort)
    }
  }
}

@Throws(IOException::class)
private fun nextProxy(): Proxy {
  if (!hasNextProxy()) {
    throw SocketException(
        "No route to ${address.url.host}; exhausted proxy configurations: $proxies")
  }
  val result = proxies[nextProxyIndex++]
  resetNextInetSocketAddress(result)
  return result
}

@Throws(IOException::class)
operator fun next(): Selection {
  if (!hasNext()) throw NoSuchElementException()

  // Compute the next set of routes to attempt.
  val routes = mutableListOf<Route>()
  while (hasNextProxy()) {
    // Postponed routes are always tried last. For example, if we have 2 proxies and all the
    // routes for proxy1 should be postponed, we'll move to proxy2. Only after we've exhausted
    // all the good routes will we attempt the postponed routes.
    val proxy = nextProxy()
    for (inetSocketAddress in inetSocketAddresses) {
      val route = Route(address, proxy, inetSocketAddress)
      if (routeDatabase.shouldPostpone(route)) {
        postponedRoutes += route
      } else {
        routes += route
      }
    }

    if (routes.isNotEmpty()) {
      break
    }
  }

  if (routes.isEmpty()) {
    // We've exhausted all Proxies so fallback to the postponed routes.
    routes += postponedRoutes
    postponedRoutes.clear()
  }

  return Selection(routes)
}

RouteSelector#next() 方法中主要获取一个可用的 Proxy 然后去查询它所对应可使用的 IP,对应的 IP 获取成功后会封装成 Route 对象,最后 Route 列表作为 Selection 对象的参数,最后返回 Selection 对象。
IP 地址的查询是通过 resetNextInetSocketAddress() 方法来处理的,这里获取域名和端口的方式取决于不同的 Proxy 类型,如果是 DirctSocks 直接用请求的 url 的域名和端口,如果是 Http 类型就用代理的域名和端口。如果域名就是 IP 地址的形式就跳过 dns 域名查询,如果不是 IP 形式,就通过 dns(可以自定义) 执行域名查询。查询开始前后会通过 dnsStart()dnsEnd() 通知 eventListener

到这里为止域名对应的 IP Address 就获取到了。

然后继续看看 Selection#next() 方法的实现:

Kotlin 复制代码
operator fun next(): Route {  
if (!hasNext()) throw NoSuchElementException()  
return routes[nextRouteIndex++]  
}

这个就很简单了,直接获取当前 nextRouteIndexRoute 对象。

创建链接

Route 对象获取到后就会通过它为参数创建一个 RealConnection 对象,然后调用对应的 connect() 方法,忘记了的同学再去看看前面的源码😂。我们再来看看 RealConnection#connect() 方法实现:

Kotlin 复制代码
fun connect(
  connectTimeout: Int,
  readTimeout: Int,
  writeTimeout: Int,
  pingIntervalMillis: Int,
  connectionRetryEnabled: Boolean,
  call: Call,
  eventListener: EventListener
) {
  check(protocol == null) { "already connected" }

  var routeException: RouteException? = null
  val connectionSpecs = route.address.connectionSpecs
  val connectionSpecSelector = ConnectionSpecSelector(connectionSpecs)

  // Http 协议
  if (route.address.sslSocketFactory == null) {
    // CLEARTEXT 表示支持不加密明文传输,如果没有就报错
    if (ConnectionSpec.CLEARTEXT !in connectionSpecs) {
      throw RouteException(UnknownServiceException(
          "CLEARTEXT communication not enabled for client"))
    }
    val host = route.address.url.host
    // 判断平台是否支持 Http 明文传输,不支持就报错
    if (!Platform.get().isCleartextTrafficPermitted(host)) {
      throw RouteException(UnknownServiceException(
          "CLEARTEXT communication to $host not permitted by network security policy"))
    }
  } else {
    if (Protocol.H2_PRIOR_KNOWLEDGE in route.address.protocols) {
      throw RouteException(UnknownServiceException(
          "H2_PRIOR_KNOWLEDGE cannot be used with HTTPS"))
    }
  }

  while (true) {
    try {
      if (route.requiresTunnel()) {
        connectTunnel(connectTimeout, readTimeout, writeTimeout, call, eventListener)
        if (rawSocket == null) {
          // We were unable to connect the tunnel but properly closed down our resources.
          break
        }
      } else {
        // 创建 TCP 连接
        connectSocket(connectTimeout, readTimeout, call, eventListener)
      }
      // 构建 TLS/SSL 安全连接通道
      establishProtocol(connectionSpecSelector, pingIntervalMillis, call, eventListener)
      // 通知 eventListener 连接结束
      eventListener.connectEnd(call, route.socketAddress, route.proxy, protocol)
      break
    } catch (e: IOException) {
      socket?.closeQuietly()
      rawSocket?.closeQuietly()
      socket = null
      rawSocket = null
      source = null
      sink = null
      handshake = null
      protocol = null
      http2Connection = null
      allocationLimit = 1
      // 通知 eventListener 连接失败
      eventListener.connectFailed(call, route.socketAddress, route.proxy, null, e)

      if (routeException == null) {
        routeException = RouteException(e)
      } else {
        routeException.addConnectException(e)
      }

      if (!connectionRetryEnabled || !connectionSpecSelector.connectionFailed(e)) {
        throw routeException
      }
    }
  }

  if (route.requiresTunnel() && rawSocket == null) {
    throw RouteException(ProtocolException(
        "Too many tunnel connections attempted: $MAX_TUNNEL_ATTEMPTS"))
  }

  idleAtNs = System.nanoTime()
}

这里你可能对 ConnectionSpecs 有点懵,默认的 OkHttp 设置的是 MODERN_TLSCLEARTEXT,分别表示支持 TLS/SSL 加密通道和支持明文传输。如果 sslSocketFactory 为空就表示当前的请求是 http 请求,反之就是 https 请求,如果是 http 请求,但是不支持 CLEARTEXT 就会报错,平台不支持也会报错。

然后后续通过 connectSocket() 方法创建 TCP 连接,通过 establishProtocol() 方法来创建 TLS/SSL 安全通道。我们再分别看看上面的两个方法实现。

Kotlin 复制代码
  @Throws(IOException::class)
  private fun connectSocket(
    connectTimeout: Int,
    readTimeout: Int,
    call: Call,
    eventListener: EventListener
  ) {
    val proxy = route.proxy
    val address = route.address
    // 创建 Socket 对象,可以通过设置 SocketFactory,来自定义创建 `Socket` 过程
    val rawSocket = when (proxy.type()) {
      Proxy.Type.DIRECT, Proxy.Type.HTTP -> address.socketFactory.createSocket()!!
      else -> Socket(proxy)
    }
    this.rawSocket = rawSocket
    // 通知 eventListener 链接开始
    eventListener.connectStart(call, route.socketAddress, proxy)
    rawSocket.soTimeout = readTimeout
    try {
      // 执行 TCP 链接
      Platform.get().connectSocket(rawSocket, route.socketAddress, connectTimeout)
    } catch (e: ConnectException) {
      throw ConnectException("Failed to connect to ${route.socketAddress}").apply {
        initCause(e)
      }
    }

    // The following try/catch block is a pseudo hacky way to get around a crash on Android 7.0
    // More details:
    // https://github.com/square/okhttp/issues/3245
    // https://android-review.googlesource.com/#/c/271775/
    try {
      // 把连接好的 Socket,构建成 OkIo 中的 source (读) 和 sink (写).
      source = rawSocket.source().buffer()
      sink = rawSocket.sink().buffer()
    } catch (npe: NullPointerException) {
      if (npe.message == NPE_THROW_WITH_NULL) {
        throw IOException(npe)
      }
    }
  }

首先通过 SocketFactory(可以自定义) 创建一个 Socket 实例,然后 TCP 连接到前面 dns 解析的地址上,连接成功后,把 Socket 的读写,分别绑定到 OkIoSourceSink 对象上,到这里我们的 TCP 连接就创建完成了。

然后再看看 establishProtocol() 方法构建 TLS/SSL 安全通道的代码:

Kotlin 复制代码
@Throws(IOException::class)
private fun establishProtocol(
  connectionSpecSelector: ConnectionSpecSelector,
  pingIntervalMillis: Int,
  call: Call,
  eventListener: EventListener
) {
  if (route.address.sslSocketFactory == null) {
    // 如果是 http 协议,直接返回,跳过 TLS 链接创建
    if (Protocol.H2_PRIOR_KNOWLEDGE in route.address.protocols) {
      socket = rawSocket
      protocol = Protocol.H2_PRIOR_KNOWLEDGE
      startHttp2(pingIntervalMillis)
      return
    }

    socket = rawSocket
    protocol = Protocol.HTTP_1_1
    return
  }
  // 通知 eventListener 安全通道开始
  eventListener.secureConnectStart(call)
  // 执行 TLS 安全连接创建
  connectTls(connectionSpecSelector)
  // 通知 eventListener 安全通道建立完成
  eventListener.secureConnectEnd(call, handshake)

  if (protocol === Protocol.HTTP_2) {
    startHttp2(pingIntervalMillis)
  }
}

由于我自己对 TLS 安全通道没有特别了解,connectTls() 方法的代码暂时不分析,说不定哪天想了解这块儿了,再单独写文章来看,暂时存档。哈哈😄

创建成功的链接的保存

让我们再回到 ExchangeFinder#findConnection() 方法中,看看成功创建的链接保存在了哪些地方,首先通过 ConnectionPool#put() 方法保存在了 ConnectionPool 中 (这一块儿,我们单独讲 ConnectionPool 的时候再单独讲),然后还通过 RealCall#acquireConnectionNoEvents() 方法保存在了 RealCall 中。

我们来看看 RealCall#acquiteConnectionNoEvents() 方法的实现:

Kotlin 复制代码
  fun acquireConnectionNoEvents(connection: RealConnection) {
    connection.assertThreadHoldsLock()

    check(this.connection == null)
    // 将 Connection 保存在 RealCall 中
    this.connection = connection
    // 将 RealCall 保存在 Connection 中
    connection.calls.add(CallReference(this, callStackTrace))
  }

这个方法里面很简单,只是单纯的把 RealConnection 保存在 RealCall 中,同时 RealConnection 中也会持有 RealCall 的引用。

链接池

我们在前面分析源码的时候,在很多地方都看到了 ConnectionPool,它的真正实现类是 RealConnectionPool,在 RealConnectionPool 还有两个非常重要的参数,maxIdleConnectionskeepAliveDuration,分别表示池中最大的限制链接数量和最大的闲置线程保存时间,当超过了上面两个限制之一的链接,就会被回收。后面我们会单独分析这个机制。

我们这里来整理一下 RealConnectionPool 的关键方法。

callAcquirePooledConnection()

callAcquirePooledConnection() 方法是尝试从 RealConnectionPool 获取可用的链接然后存放到 RealCall 中,在这里要先区别一下 Http 1.1Http 2。在 Http 1.1 中,一个链接同时只能处理一个 Http 请求,而 Http 2 就可以同时处理多个 Http 请求。对应到 OkHttp 的代码中就是,在 Http 1.1 中的链接,同一个时间只能引用一个 RealCall,而 Http 2 中的链接,同一时间就可以引用多个 RealCall

我们来看看源码:

Kotlin 复制代码
fun callAcquirePooledConnection(
  address: Address,
  call: RealCall,
  routes: List<Route>?,
  requireMultiplexed: Boolean
): Boolean {
  // 遍历池中的所有链接
  for (connection in connections) {
    synchronized(connection) {
      // 如果请求是 http2,而当前链接不是 http2 跳过。
      if (requireMultiplexed && !connection.isMultiplexed) return@synchronized
      // 链接如果和请求的能够对应,直接返回
      if (!connection.isEligible(address, routes)) return@synchronized
      // 在 RealCall 中添加这个链接
      call.acquireConnectionNoEvents(connection)
      return true
    }
  }
  return false
}

在上面我们看到了通过 RealConnection#isEligible() 方法来判断是否合法,我们再来看看它的源码:

Kotlin 复制代码
  internal fun isEligible(address: Address, routes: List<Route>?): Boolean {
    assertThreadHoldsLock()

    // If this connection is not accepting new exchanges, we're done.
    // 判断当前应用的 call 的数量是否达到最大的限制,http 1.1 是 1,http2 是大于 1;还判断当前链接是否可用。
    if (calls.size >= allocationLimit || noNewExchanges) return false

    // If the non-host fields of the address don't overlap, we're done.
    // 判断除了 url 外的 Address 参数
    if (!this.route.address.equalsNonHost(address)) return false

    // If the host exactly matches, we're done: this connection can carry the address.
    
    // 最后判断域名
    if (address.url.host == this.route().address.url.host) {
      return true // This connection is a perfect match.
    }
    // 后面是 Http2 判断的代码,我省略了
    // ... 
    return true // The caller's address can be carried by this connection.
  }

这里有三个判断:

  1. 是否达到最大的 RealCall 引用限制,Http 1.1 为 1,Http 2 大于 1;noNewExchangestrue 表示当前链接已经不可用。
  2. 判断 host 以外的 Address 参数。
  3. 判断 host

只有当上面的条件都满足了就表示当前链接可以使用(省略后面的 Http 2 的判断)。

put()

在链接创建成功后,会通过该方法来将链接保存在 RealConnectionPool 中。

Kotlin 复制代码
  fun put(connection: RealConnection) {
    connection.assertThreadHoldsLock()
    // 直接添加到列表中
    connections.add(connection)
    // 添加一个异步任务,清除不满足条件闲置链接
    cleanupQueue.schedule(cleanupTask)
  }

上面的代码很简单,我们去看看清除任务的相关代码:

Kotlin 复制代码
  // ...
  private val cleanupTask = object : Task("$okHttpName ConnectionPool") {
    override fun runOnce() = cleanup(System.nanoTime())
  }
  // ...
  
  fun cleanup(now: Long): Long {
    var inUseConnectionCount = 0
    var idleConnectionCount = 0
    var longestIdleConnection: RealConnection? = null
    var longestIdleDurationNs = Long.MIN_VALUE

    // Find either a connection to evict, or the time that the next eviction is due.
    // 遍历所有链接
    for (connection in connections) {
      synchronized(connection) {
        // If the connection is in use, keep searching.
        // 获取链接引用的 RealCall 数量和清除泄漏的链接
        if (pruneAndGetAllocationCount(connection, now) > 0) {
          // 正在使用的链接数量
          inUseConnectionCount++
        } else {
          // 闲置的链接数量
          idleConnectionCount++

          // If the connection is ready to be evicted, we're done.
          val idleDurationNs = now - connection.idleAtNs
          if (idleDurationNs > longestIdleDurationNs) {
            // 记录闲置时间最长的链接
            longestIdleDurationNs = idleDurationNs
            longestIdleConnection = connection
          } else {
            Unit
          }
        }
      }
    }

    when {
      // 当限制的任务数量达到了最大值,或者最长的一个链接时间达到了最大值,就会执行清除
      longestIdleDurationNs >= this.keepAliveDurationNs
          || idleConnectionCount > this.maxIdleConnections -> {
        // We've chosen a connection to evict. Confirm it's still okay to be evict, then close it.
        val connection = longestIdleConnection!!
        synchronized(connection) {
          if (connection.calls.isNotEmpty()) return 0L // No longer idle.
          if (connection.idleAtNs + longestIdleDurationNs != now) return 0L // No longer oldest.
          // 标识不可用
          connection.noNewExchanges = true
          // 从池中移除
          connections.remove(longestIdleConnection)
        }
        // 关闭 Socket
        connection.socket().closeQuietly()
        if (connections.isEmpty()) cleanupQueue.cancelAll()

        // Clean up again immediately.
        return 0L
      }

      idleConnectionCount > 0 -> {
        // A connection will be ready to evict soon.
        return keepAliveDurationNs - longestIdleDurationNs
      }

      inUseConnectionCount > 0 -> {
        // All connections are in use. It'll be at least the keep alive duration 'til we run
        // again.
        return keepAliveDurationNs
      }

      else -> {
        // No connections, idle or in use.
        return -1
      }
    }
  }

判断 RealConnection 闲置的方式是检查 RealCall 的引用,如果大于 0 表示忙碌,小于 0 表示闲置。限制的数量或者最大的时间超过了限制就会触发链接的回收(默认的最大限制数量是 5,最大的超时时间是 5 min,这两个值都是可以自定义的),最后 cleanup() 方法的返回值表示下次触发回收的时间。

connectionBecameIdle()

Kotlin 复制代码
  fun connectionBecameIdle(connection: RealConnection): Boolean {
    connection.assertThreadHoldsLock()
    
    // 判断是否已经限制,或者已经被回收
    return if (connection.noNewExchanges || maxIdleConnections == 0) {
      // 清除目标链接
      connection.noNewExchanges = true
      connections.remove(connection)
      if (connections.isEmpty()) cleanupQueue.cancelAll()
      true
    } else {
      // 触发回收任务
      cleanupQueue.schedule(cleanupTask)
      false
    }
  }

connectionBecamIdle() 是外部主动告诉 ConnectionPool 某个链接已经限制了,如果已经闲置就会清除,如果没有限制就会触发一次回收任务。例如 RealCall 中的请求失败了,他就可以明确这次的链接后续不会用了,然后就会调用该方法尝试回收它,然后释放资源。

evictAll()

Kotlin 复制代码
  fun evictAll() {
    val i = connections.iterator()
    while (i.hasNext()) {
      val connection = i.next()
      val socketToClose = synchronized(connection) {
        // 闲置的链接
        if (connection.calls.isEmpty()) {
          // 直接回收,关闭。
          i.remove()
          connection.noNewExchanges = true
          return@synchronized connection.socket()
        } else {
          return@synchronized null
        }
      }
      socketToClose?.closeQuietly()
    }

    if (connections.isEmpty()) cleanupQueue.cancelAll()
  }

该方法是直接回收关闭所有的闲置的链接,这个方法在 OkHttp 中我没有看到调用的地方,这个方法是提供给库的开发者调用的,用来提前释放池中的闲置的链接。

最后

我个人认为链接的相关部分代码是 OkHttp 中最复杂的代码,从本篇文章的篇幅也可以看出来,很多人分析 OkHttp 源码也是绕过去,当你认真了解了它的工作原理后,我相信你一定会有所收获,如果看不懂就多看几遍,下一篇文章继续分析系统拦截器的源码。

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