OkHttp源码解析 （三）——代理和路由

初看OkHttp源码，由于对Address、Route、Proxy、ProxySelector、RouteSelector等理解不够，读源码非常吃力，看了几遍依然对于寻找复用连接、创建连接、连接服务器、连接代理服务器、创建隧道连接等逻辑似懂非懂，本篇决定梳理一遍相关的概念及基本原理。

● HTTP/1.1(HTTPS)

● HTTP/2

● SPDY

一个http请求的流程（直连）：

1、输入url及参数；

2、如果是url是域名则解析ip地址，可能对应多个ip，如果没有指定端口，则用默认端口，http请求用80；

3、创建socket，根据ip和端口连接服务器（socket内部会完成3次TCP握手）；

4、socket成功连接后，发送http报文数据。

一个https请求的流程（直连）：

1、输入url及参数；

2、如果是url是域名则解析ip地址，可能对应多个ip，如果没有指定端口，则用默认端口，https请求用443；

3、创建socket，根据ip和端口连接服务器（socket内部会完成3次TCP握手）；

4、socket成功连接后进行TLS握手，可通过java标准款提供的SSLSocket完成；

5、握手成功后，发送https报文数据。

1、分类

● HTTP代理：普通代理、隧道代理

● SOCKS代理：SOCKS4、SOCKS5

2、HTTP代理分类及说明

普通代理

HTTP/1.1 协议的第一部分。其代理过程为：

● client 请求 proxy

● proxy 解析请求获取 origin server 地址

● proxy 向 origin server 转发请求

● proxy 接收 origin server 的响应

● proxy 向 client 转发响应

其中proxy获取目的服务器地址的标准方法是解析 request line 里的 request-URL。因为proxy需要解析报文，因此普通代理无法适用于https，因为报文都是加密的。

隧道代理

通过 Web 代理服务器用隧道方式传输基于 TCP 的协议。

请求包括两个阶段，一是连接（隧道）建立阶段，二是数据通信（请求响应）阶段，数据通信是基于 TCP packet ，代理服务器不会对请求及响应的报文作任何的处理，都是原封不动的转发，因此可以代理 HTTPS请求和响应。

代理过程为：

● client 向 proxy 发送 CONNET 请求（包含了 origin server 的地址）

● proxy 与 origin server 建立 TCP 连接

● proxy 向 client 发送响应

● client 向 proxy 发送请求，proxy 原封不动向 origin server 转发请求，请求数据不做任何封装，为原生 TCP packet.

3、SOCKS代理分类及说明

● SOCKS4：只支持TCP协议（即传输控制协议）

● SOCKS5: 既支持TCP协议又支持UDP协议（即用户数据包协议），还支持各种身份验证机制、服务器端域名解析等。

SOCK4能做到的SOCKS5都可得到，但反过来却不行，比如我们常用的聊天工具QQ在使用代理时就要求用SOCKS5代理，因为它需要使用UDP协议来传输数据。

有了上面的基础知识，下面分析结合源码分析OkHttp路由相关的逻辑。OkHttp用Address来描述与目标服务器建立连接的配置信息，但请求输入的可能是域名，一个域名可能对于多个ip，真正建立连接是其中一个ip，另外，如果设置了代理，客户端是与代理服务器建立直接连接，而不是目标服务器，代理又可能是域名，可能对应多个ip。因此，这里用Route来描述最终选择的路由，即客户端与哪个ip建立连接，是代理还是直连。下面对比下Address及Route的属性，及路由选择器RouteSelector。

描述与目标服务器建立连接所需要的配置信息，包括目标主机名、端口、dns，SocketFactory，如果是https请求，包括TLS相关的SSLSocketFactory 、HostnameVerifier 、CertificatePinner，代理服务器信息Proxy 、ProxySelector 。

Route提供了真正连接服务器所需要的动态信息，明确需要连接的服务器IP地址及代理服务器，一个Address可能会有很多个路由Route供选择（一个DNS对应对个IP）。

Address和Route都是数据对象，没有提供操作方法，OkHttp另外定义了RouteSelector来完成选择的路由的操作。

1、读取代理配置信息：resetNextProxy()

读取代理配置：

● 如果有指定代理（不读取系统配置，在OkHttpClient实例中指定），则只用1个该指定代理；

● 如果没有指定，则读取系统配置的，可能有多个。

2、获取需要尝试的socket地址（目标服务器或者代理服务器）：resetNextInetSocketAddress()

结合Address的host和代理，解析要尝试的套接字地址（ip+端口）列表：

● 直连或者SOCK代理， 则用目标服务器的主机名和端口，如果是HTTP代理，则用代理服务器的主机名和端口；

● 如果是SOCK代理，根据目标服务器主机名和端口号创建未解析的套接字地址，列表只有1个地址；

● 如果是直连或HTTP代理，先DNS解析，得到InetAddress列表（没有端口），再创建InetSocketAddress列表（带上端口），InetSocketAddress与InetAddress的区别是前者带端口信息。

3、获取路由列表：next()

选择路由的流程解析：

● 遍历每个代理对象，可能多个，直连的代理对象为Proxy.DIRECT（实际是没有中间代理的）；

● 对每个代理获取套接字地址列表；

● 遍历地址列表，创建Route，判断Route如果在路由黑名单中，则添加到失败路由列表，不在黑名单中则添加到待返回的Route列表；

● 如果最后待返回的Route列表为空，即可能所有路由都在黑名单中，实在没有新路由了，则将失败的路由集合返回；

● 传入Route列表创建Selection对象，对象比较简单，就是一个目标路由集合，及读取方法。

为了避免不必要的尝试，OkHttp会把连接失败的路由加入到黑名单中，由RouteDatabase管理，该类比较简单，就是一个失败路由集合。

1、创建Address

Address的创建在RetryAndFollowUpInteceptor里，每次请求会声明一个新的Address及StreamAllocation对象，而StreamAllocation使用Address创建RouteSelector对象，在连接时RouteSelector确定请求的路由。

每个Requst都会构造一个Address对象，构造好了Address对象只是有了与服务器连接的配置信息，但没有确定最终服务器的ip，也没有确定连接的路由。

2、创建RouteSelector

在StreamAllocation声明的同时会声明路由选择器RouteSelector，为一次请求寻找路由。

3、选择可用的路由Route

下面在测试过程跟踪实例对象来理解，分别测试直连和HTTP代理HTTP2请求路由的选择过程：

● 直连请求流程

● HTTP代理HTTPS流程

请求url： https://www.jianshu.com/p/63ba15d8877a

1、构造address对象

2、读取代理配置：resetNextProxy

3、解析目标服务器套接字地址：resetNextInetSocketAddress

4、选择Route创建RealConnection

5、确定协议

测试方法：

● 在PC端打开Charles，设置端口，如何设置代理，网上有教程，比较简单；

● 手机打开WIFI，选择连接的WIFI修改网络，在高级选项中设置中指定了代理服务器，ip为PC的ip，端口是Charles刚设置的端口；

● OkHttpClient不指定代理，发起请求。

1、构造address对象

2、读取代理配置：resetNextProxy

3、解析目标服务器套接字地址：resetNextInetSocketAddress

4、选择Route创建RealConnection

5、创建隧道

由于是代理https请求，需要用到隧道代理。

从图可以看出，建立隧道其实是发送CONNECT请求，header包括字段Proxy-Connection，目标主机名，请求内容类似：

6、确定协议，SSL握手

1、代理可分为HTTP代理和SOCK代理；

2、HTTP代理又分为普通代理和隧道代理；普通代理适合明文传输，即http请求；隧道代理仅转发TCP包，适合加密传输，即https/http2

3、SOCK代理又分为SOCK4和SOCK5，区别是后者支持UDP传输，适合代理聊天工具如QQ；

4、没有设置代理（OkHttpClient没有指定同时系统也没有设置），客户端直接与目标服务器建立TCP连接；

5、设置了代理，代理http请求时，客户端与代理服务器建立TCP连接，如果代理服务器是域名，则解释代理服务器域名，而目标服务器的域名由代理服务器解析；

6、设置了代理，代理https/http2请求时，客户端与代理服务器建立TCP连接，发送CONNECT请求与代理服务器建立隧道，并进行SSL握手，代理服务器不解析数据，仅转发TCP数据包。

如何正确使用 HTTP proxy

OkHttp3中的代理与路由

HTTP 代理原理及实现（一）

以 3.14.9版本为例，这应该是最后一个java版本了，后面的版本都是kotlin开发的。

implementation 'com.squareup.okhttp3:okhttp:3.14.9'

一个完整的url可以包含哪些内容？

看一下这个类的构造方法

前面几个数据拆解了url中的不同部分，包括：协议、用户名、密码、域名、端口、路径、参数、锚位。

builder.toString() 将各个部分组合为一个整体，如下：

http://username:password@jianshu.com:80/path1/path2?Key1=value1&key2=value2#anchor

域名查询服务，通过域名获取主机IP地址。

InetAddress 表示一个IP地址，这个类没有开放的构造方法，必须使用getXX静态方法创建。

套接字工厂，SSL套接字工厂， java SDK 内容。

抢先验证和反应式验证

抢先验证：用http代理服务器实现https请求时，需要进行抢先验证。

反应式验证：服务端反馈401或407时，需要提交账号信息用于验证。

401: 用户没有[访问权限, 需要进行身份认证。

407：客户应首先通过代理服务器验证。

OkHttpClient 包含两个实例用于验证，分别为authenticator用于验证原始服务器账号、proxyAuthenticator 用于验证代理服务器账号。

这是个枚举类， 包含以下数据

http/1.0 默认情况下不使用持久套接字，明文请求，过时

http/1.1 包含持久连接，明文请求

spdy/3.1 OkHttp不再支持该协议，使用http2.0

h2 就是http2.0，支持请求头压缩、多路复用、服务推送。

h2_prior_knowledge 明文http2.0

quic 快速udp网络连接，okhttp不支持，但可以通过拦截器实现支持。

连接规定。

指定ssl的加密算法 - 或不指定加密算法。

加密算法

这个类里面只有一个算法的名称，没有具体的算法实现逻辑。

类会缓存算法名称对应的CipherSuite对象

TLS的版本号

代理服务器设置和代理服务器选择器，java SDK内容。

参考： https://blog.csdn.net/qq_33022345/article/details/53453585

锁定SSL证书。

给指定的域名提供固定的证书，那该域名只有使用这个固定证书时才能正常访问。如果服务端证书改变，将无法访问。

一个服务器地址的表示。

本文以上提到的所有类，都被用于Address类中。

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