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11. 网络编程-索引与网络基础

2025/3/16 Android 开发基础

应用的核心价值大多来自"连接"：拉取资讯、登录鉴权、同步数据、上传文件。本章进入数据篇，讲 Android 客户端如何与服务器通信。本节是索引与地基——先把 HTTP/HTTPS、Restful 这些"与框架无关"的基础概念搞清楚，后面的 OkHttp、Retrofit 才不是"背 API"，而是"知道每行代码在网络上发生了什么"。

# 一、一次 HTTPS 请求的完整生命周期

一次HTTPS请求完整生命周期示意图

从点击到数据到达，中间发生了四步：

  1. DNS 解析：把 api.example.com 翻译成服务器 IP（系统有缓存，命中则跳过）
  2. TCP 三次握手：与服务器建立可靠连接（HTTP 1.1 每个域名并行连接有限；连接池复用可跳过此步）
  3. TLS 握手：协商加密算法、验证服务器证书、生成对称密钥——之后的数据都是密文
  4. 收发 HTTP 报文：请求出去、响应回来

理解这四步的意义：网络优化的本质都在这四步里——DNS 缓存、连接复用（keep-alive）、TLS 会话恢复、请求合并，全是"少走一遍流程"；而弱网/抓包/证书问题，对应的就是 ③④ 步的细节（见 11.03 网络进阶）。

# 二、HTTP 请求与响应

# 2.1 报文结构

HTTP 是请求-响应模型的文本协议（HTTPS 下内容加密）：

  • 请求：请求行（方法 路径 协议版本）+ 请求头（Host、Content-Type、Authorization、Cookie…）+ 可选请求体
  • 响应：状态行（协议 状态码 描述）+ 响应头（Content-Type、Cache-Control、Set-Cookie…）+ 响应体（JSON/XML/HTML/二进制）

# 2.2 常用方法（Restful 语义）

方法 语义 幂等 典型用途
GET 读取 ✔ 获取列表/详情，参数拼在 URL 上
POST 创建/提交 ✘ 登录、下单、上传表单
PUT 全量更新 ✔ 替换某资源
DELETE 删除 ✔ 删除某资源
PATCH 局部更新 ✘ 只改部分字段

幂等指"重复执行结果相同"——这是理解"GET 可以重试、POST 不能盲目重试"的钥匙（弱网重试策略的依据，见 11.03）。

# 2.3 状态码与客户端处理原则

2xx 成功 → 走业务成功流程
3xx 重定向 → OkHttp 等库自动跟随（304 表示本地缓存仍有效，配合缓存策略用）
4xx 客户端错 → 401 未认证（触发 token 刷新/重新登录）、400/422（提示用户改输入）、404（资源不存在）
5xx 服务端错 → 提示"服务繁忙请稍后"，可安全重试幂等请求

工程要点：业务系统常约定"HTTP 200 + 业务码在 body 里"（如 {"code":0,"msg":"ok"}），网络层要区分 HTTP 层错误（状态码）与业务层错误（body 里的 code），统一归一化处理（11.03 的封装思路）。

# 三、HTTPS：加密、认证、完整性

HTTPS = HTTP + TLS，提供三重保障：

  1. 加密（防窃听）：TLS 握手协商对称密钥，之后报文全部密文传输
  2. 认证（防冒充）：服务器出示证书（CA 签发的公钥+域名信息），客户端校验证书链与域名；App 端可进一步做证书锁定（Certificate Pinning，防中间人抓包，见 11.03）
  3. 完整性（防篡改）：报文携带 MAC 校验，篡改即失败

面试高频：TLS 握手 = 客户端发随机数+支持的加密套件 → 服务器回证书+随机数 → 客户端验证证书后发送预主密钥（用服务器公钥加密）→ 双方由三个随机数算出对称密钥。理解到"非对称交换密钥、对称加密传数据"即可。

# 四、Restful 风格

Restful 用"URL 定位资源 + HTTP 方法表达动作"设计 API：

GET    /api/users            # 用户列表
GET    /api/users/1          # id=1 的用户
POST   /api/users            # 创建用户（body 传JSON）
PUT    /api/users/1          # 全量更新用户1
DELETE /api/users/1          # 删除用户1

客户端视角的实用结论：URL 里只放名词（资源），动作看方法；接口文档按此对齐后，OkHttp/Retrofit 的注解声明会非常自然。

# 五、Android 网络编程的基础约束

  1. 权限：AndroidManifest.xml 必须声明 <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />；Android 9 起明文流量（http://）默认禁止，需 android:usesCleartextTraffic="true" 或 networkSecurityConfig 白名单（生产环境建议全站 HTTPS，不开明文）
  2. 主线程红线：网络请求在主线程直接抛 NetworkOnMainThreadException（见 10.03）——必须异步执行
  3. 无网/弱网是一等公民：发出请求前查 ConnectivityManager 网络状态；超时、重试、缓存策略是网络层标配（11.03）

# 六、本章分节导览

  • 11.00 索引与网络基础（本文）：HTTP/HTTPS/Restful 基础与 Android 约束
  • 11.01 OkHttp：主流网络库的核心——同步/异步请求、请求体构建、拦截器责任链架构、连接池与缓存
  • 11.02 Retrofit：在 OkHttp 之上的声明式封装——注解定义接口、动态代理、转换器，配合 10 章异步范式
  • 11.03 网络进阶：WebSocket 长连接、弱网与缓存策略、HTTPS 安全加固、网络层统一封装思路

# 结束

本节打好了网络编程的地基：一次 HTTPS 请求的四步生命周期（DNS → TCP → TLS → 收发数据）、HTTP 报文结构与常用方法语义（幂等性）、状态码分类与客户端处理原则、HTTPS 的三重保障与 TLS 握手要点、Restful 风格约定，以及 Android 侧的三条基础约束（INTERNET 权限、明文流量限制、主线程红线）。下一节开始动手：11.01 OkHttp。更多内容请参考：网络概览 (opens new window)。

11.01 网络编程-OkHttp