Android工程师进阶第十一课 Android网络优化和Flutter开发

第33讲：对于网络编程，你做过哪些优化？

我们知道网络请求操作是一个 App 的重要组成部分，程序大多数问题都和网络请求有关。这节课我们就来聊聊我在平时开发过程中对于网络优化所做的一些尝试。

使用 OkHttp 框架后，我们可以通过 EventListener 来查看一次网络请求的详细情况，一次完整的网络请求会包含以下几个步骤：

0,000 callStart
0,027 dnsStart
5,189 dnsEnd
5,359 secureConnectStart
5,907 secureConnectEnd
5,910 connectEnd
5,921 connectionAcquired
5,925 requestHeadersStart
5,930 requestHeadersEnd
5,938 responseHeadersStart
6,181 responseHeadersEnd
6,189 responseBodyEnd
6,233 connectionReleased 
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也就是说一次网络请求的操作是从 DNS 解析开始的，然后建立连接并发送数据到服务端，随后读取从服务端返回的数据，最后将连接释放，一次网络请求操作也就结束了。接下来我们就从 DNS 解析开始分析都有哪些方面可以做进一步的优化。

DNS 解析优化

安全方面

首先是防劫持，我们可以考虑使用 HttpDns。这里需要注意 HttpDns 只是一个概念，并不是一个现有的开源库。它与传统的 DNS 解析的区别在于 HttpDns 会绕过运营商的 DNS 服务器，直接与 DNS 服务器的 80 端口进行交互，有效地防止了域名劫持。

目前业内主要由第三方厂商提供实现了 HttpDns 的 SDK，比较普及的是阿里云和腾讯云的 HttpDns Service。但是这两者的使用具有一定的成本：开发者需要在它们的平台注册并获取开发者 key，并且部分服务是收费的。比如关于阿里提供的 SDK 的详细集成步骤可以参考官方介绍：阿里云HttpDns Demo APP Android版。

对于普通开发者而言，可以考虑使用七牛云提供的免费的 happy-dns。实现也比较简单，因为 OkHttp 已经预留了设置 Dns 的接口，如下所示：

在接口 Dns 中只有一个方法需要实现——lookup，这个方法返回查找到的服务器地址集合。并且 OkHttp 已经实现了一个默认的 DNS 解析器，也就是图中红框标识的 SYSTEM，它使用 java net 包中的 InetAddress 获取某域名的 IP 地址集合。

我们可以实现 Dns 接口，使用 Http 的请求方式实现自己的域名解析器，具体实现就是使用七牛云提供的 happy-dns SDK。首先需要添加依赖库：

然后在自己实现的 Dns 类中，使用如下方式实现：

这样我们就可以在安全方面做到防劫持的功能了。

速度方面

关于 DNS 解析的速度优化方面，我们可以从以下几个方面进行突破：

• IP 直连方式

IP 直连方式经常会针对不同的开发环境使用，比如针对在 qa、staging 测试环境下，可以直接配置 IP 白名单，跳过 DNS 解析流程，但这样同样需要实现 OkHttp 的 Dns 接口，如下所示：

听说有的一线互联网公司也会在线上版本采用这种方式，但是这种方式开发成本较高。因为 IP 列表是维护在本地，因此需要建立一套 IP 地址的更新机制。另外 IP 直连方式摒弃了 HTTPS 的安全机制，由于 HTTPS 要求证书绑定域名，因此客户端需要增加额外的代码改造，具体参考：https信任证书的三种方式。

• DNS 解析超时

当我们在做网络请求时，如果网络设备切换路由，访问网络出现长时间无响应，很久之后会抛出 UnknownHostException，并且我们在 OkHttp 中设置的 connectTimeout 属性对 DNS 的解析不起作用。这种情况我们可以在自定义的 Dns 类中做超时判断，如下所示：

更具体的分析可以参考：Android笔记之解决OkHttp解析dns超时时间无法设置的问题。

网络请求缓存优化

实际上有时在做网络请求数据可达优化的时候，经常会不可避免地与本地持久化绑定在一起。比如当一次网络请求失败时，我们需要将这次请求保存在本地，并尝试重新发送；或者请求数据成功，我们需要将数据缓存在本地，当下一次请求数据展示 UI 之前，先将缓存中的数据展示到页面，只有当新的请求返回数据之后，再次刷新页面。

一般的做法是创建一个数据库 Entity 类，并根据自家公司的业务逻辑设置公共参数，通常都会有 user_id、更新时间 update_time 等，如下所示：

上图中 key 表示缓存的标识，插入请求都是根据 key 操作；value 字段用来保存网络请求的数据，当网络请求成功后，将数据以 JSON 字符串的格式缓存到数据库中，如下所示：

解释说明：

• 图中 1 处构建 HttpDataCache 类，并设置公共参数；

• 图中 2 处将网络请求数据转化为 JSON 字符串格式；

• 图中 3 处执行数据库操作，将网络请求数据缓存到本地数据库中。

后续当我们再次执行相同 key 的网络请求时，就可以先将本地数据库中的数据展示到页面，并进行异步请求操作刷新页面。

幂等性

HTTP 方法的幂等性是指一次和多次请求某一个资源应该具有同样的副作用。举一个例子：当我们点外卖付款时，服务端扣款成功后发送给客户端一条扣款成功的消息，但是如果此时由于网络问题，客户端并没有成功接收到此消息，用户就有可能认为没有付款成功，甚至是尝试再次付款。

幂等性就是为了解决这种问题，但是它属于代码设计层面的技巧，并不是一个实体方法或者开源库。实现幂等性需要客户端和服务端协同合作实现。比如原始的付款方法如下：

boolean pay(user_id, amount); 
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上述方法代表从账户 user_id 中扣除 amount 数量的金额，多次操作就会造成同一个 user_id 账户被扣款多次。可以通过以下方式将付款方式实现幂等：

int create_pay_ticker()
boolean idempotent_pay(ticket_id, account_id, amount) 
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create_pay_ticket 的语义是获取一个服务器端生成的唯一的处理号 ticket_id，它将用于标识后续的操作。idempotent_pay 和 pay 的区别在于关联了一个 ticket_id，一个 ticket_id 表示的操作至多只会被处理一次，这样库款的操作就符合幂等性了，客户端就可以放心地多次调用。

实际上很多 HTTP 请求方法自身就符合幂等性，具体可以参考：理解HTTP幂等性。

总结

这节课主要介绍了平时我在项目中关于网络优化的几个方向，主要包含以下几点：

1. DNS 解析优化，分安全性和速度提升两方面。

2. 网络请求数据缓存，对于请求返回的数据需要缓存到本地数据库中。实际上，在某些场景中对于请求对象 Request 自身也需要做缓存操作。比如“发送埋点”的请求，这样请求失败就将其保存到本地数据库中，当 App 重启或者重新接收到连接网络的时候，重新尝试发送之前失败的请求。

3. 最后向你介绍了幂等性，幂等性并不是一个非常大众化的概念，很多开发者甚至没有听说过这个概念。但是在网络架构设计中却是一个比较重要的原则。

由于整个网络相关的知识体系太过庞大，无法在一篇文章中全部覆盖。后续如果有机会或许会重新出一个专题，主要针对性讲解 Android 网络相关知识。

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第34讲：混合开发真的适合你吗？

有很多人私底下问我需不需要学习一下 Flutter，我的答案都是肯定的。不管是 Android 工程师或者是 iOS 工程师，如果不说自己会点混合开发的技术，已经说不过去了。但是我们面临的问题是，不管是初期的 Xamarin，或是到后来的 React Native，再到现在的 Flutter 或者 uni-app，都需要工程师重新掌握一门新的语言，还需要我们解决跨平台端与原生端通信的诸多问题，所以在众多的跨平台混合开发方案中，我们需要慎重选择。

就我个人而言，我是非常推崇 Flutter 的。一方面是因为谷歌强大的背景，使我对它有天然的好感；另一方面截至目前 Flutter 在 GitHub 上已经有 95.8k 的 Star，如此火爆的程度使我们不得不对其多一些关注。

下图是一张描述整个 Flutter 框架的架构图。

我们简单对其做下解释说明：

1. 图中绿色部分就是开发工程师直接接触的 Flutter Framework。这部分包含大量的 widget、animation 等 API 供开发者使用，并且可以看出开发语言使用 Dart。

2. 图中蓝色部分就是 Flutter Engine，这一层负责实现 Flutter Framework 中 widget 的刷新与渲染机制。当发生某些特殊情况时，Flutter Engine 就主动通知 Flutter Framework 的 widget 刷新，比如 orientation changed、configuration changed、application running state 发生改变等情况。

3. 其中 Flutter Framework 与 Flutter Engine 是通过一个抽象层 Flutter Window 来进行通信的，Window 主要会负责设置屏幕大小的计算、接收用户输入事件等。这点与 Android 中的 Window 非常相似。

在我学习 Flutter 的过程中，我发现主要有以下几点非常吸引我：

Dart

Flutter 使用 Dart 作为开发语言，它支持 AOT（Ahead-Of-Time）编译方式，这种方式允许 Flutter 的 widget 直接与原生的组件进行通信。也就是说 Flutter 不需要像 RN 那样建立 JavaScript bridge 来访问原生组件，因此性能会高一些。

对 Android 工程师来说学习 Dart 语言几乎没什么压力，只要我们掌握一门面向对象编程语言，几乎就可以无缝使用 Dart。并且 Dart 比 Java 更加的灵活，比如以下几点都是 Dart 天然的优势：

动态数据类型

通过 dynamic 关键字可以声明动态数据类型，如下所示：

上述代码中，var1 开始是字符串类型“hello”，但是在程序运行时可以动态地修改为整型类型 19。

命名参数函数

命名参数函数顾名思义就是给参数定了个名字，如下所示：

可以看出，命名参数函数与一般的函数声明有一定的区别，就是在声明参数类型处多了一个 {}。并且函数的调用方式也会发生改变，比如调用上图中的 test 方法需要改为以下方式：

test(name: “zhansan”);
test(name: “zhansan”,age: 3);
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参数默认值

在 Dart 中甚至可以在函数声明处，给参数设置默认值，如下所示：

上图中 printPerson 的 age 和 gender 参数都带有默认值。因此当调用此函数时，如果没有传入 age 或者 gender 就会取默认值，上图代码打印结果如下：

name=张三,age=66,gender=Name
name=张三,age=28,gender=Name
name=张三,age=28,gender=huang
name=张三,age=28,gender=huang
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高阶函数

Dart 支持高阶函数，通过 lambda 表达式可以将一个函数以参数的形式传递给另一个函数，如下所示：

上述方法中，我向 print 函数传入了 test 函数，并在调用 test 函数时传入了真正进行计算的 add 函数。

热重载 Hot Reload

Flutter 最受欢迎的功能之一就是热重载，Flutter 的热重载（Hot Reload）功能可以在 App 无须重新启动应用的情况下快速、轻松地进行测试、构建用户界面、添加功能，以及修复错误。 具体效果如下图所示：

通过将更新后的源代码文件注入正在运行的 Dart 虚拟机（VM）中来实现热重载。在虚拟机使用新的字段和函数更新类后，Flutter 框架会自动重新构建 widget 树，以便快速查看更改的效果。通常可以在一秒之内重新加载并继续执行代码，就像刷新一个 Web 网页一样。并且 Flutter 的热重载是有状态的（stateful），因此 App 不需要重启就可以将代码修改的部分刷新到页面。

Widget

在 Flutter 中有“一切皆 widget”的概念，开发者几乎自始至终都是在与各种 widget 打交道，并且这些 widget 都是 Flutter 自己在 skia 渲染框架基础上，由 Flutter 自带引擎渲染。所以与 Android/iOS 原生组件不存在依赖性，这种实现方式一方面可以提高性能，另一方面对设备和系统版本有很好的兼容性，即使用户将 Android 或者 iOS 系统更新到新的版本，也丝毫不会对当前 Flutter 应用产生影响。

Flutter 中的 Widget 总体上分为两种：StatelessWidget 和 StatefulWidget。

StatelessWidget

StatelessWidget 表示不可变的 widget，这种 widget 只需要绘制一次即可。例如一些固定的标题、Icon 等，此类 widget 的特征不会在运行时发生变化。

我们在使用时直接继承它，然后通过 build 方法创建一个不可变的 widget 即可，如下所示：

StatefulWidget

StatefulWidget 则相反，其属性可能会在运行时发生变化，例如进度条、输入框等。在使用时需要继承 StatefulWidget，复写 createState 方法创建一个 State 对象，再通过 State 中的 build 方法创建一个 widget，后面每次状态变化时都会调用 build 方法重新绘制一个 widget。最后可以使用 setState 方法来触发 widget 更新，如下所示：

Fuchsia

谷歌已经官宣 Flutter 为谷歌操作系统 Fushsia 的 UI 框架。Fuchsia 是由 Google 公司开发的继 Android 和 Chrome OS 之后的下一代操作系统，不同于 Android 使用的 Linux 内核，而是使用一种全新的内核 Zircon。部分源码已经在 GitHub 上开源：https://github.com/FuchsiaOS/FuchsiaOS-docs-zh_CN。

值得注意的是 Fuchsia 里不支持 Java 代码，也就是说不要指望能在 Fuchsia 操作系统中写任意一行 Java 代码。

如何学习 Flutter

对于初学者来说，有以下几个方向可以入手：

1. 官方文档是必须要看的：flutter 官方文档。

2. 书籍材料：flutter succinctly（可以直接下载）、Flutter Tutorials Handbook（线上文档）。

3. 视频资料：Flutter Tutorial for Beginners（YouTube视频）、FilledStacks（介绍各种 Flutter 相关功能的开发）。

如果对 Flutter 已经有了一定的了解，给你推荐两个比较不错的社区（需要翻墙查看），里面有很多关于 Flutter 不错的内容。

• Flutter Awesome

• Flutter Community

最后再给你推荐一个在领英上认识的 Flutter 大佬，我在学习使用 Flutter 的过程中，发现国内有很多不错的文章都是借鉴甚至直接翻译自他的文章（领英认识的 Flutter 大佬）。

有句话说得很好：机会是给有准备的人。不管我们现在是否能够在项目中使用 Flutter，还是提前先学起来吧。毕竟实践才是王道。

好了，本专栏的内容就全部讲完了，希望你能够在日常的工作中多实践多总结，你会发现学习积累是一件很快乐的事情，也欢迎你留言与我一起讨论，非常感谢。

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