Volley框架原理

Volley有如下优点：
1. 自动调度网络请求
2. 多并发请求 (源于开了多个线程)
3. 本地Cache自动缓存网络请求结果
4. 支持设置请求优先级
5. 支持取消单个请求或者取消所有请求
6. 易于定制请求（比如：自定义重试机制，自定义Request请求等）
7. 提供完善的Log打印跟踪工具

Google的一张Volley原理图来简单解释下Volley的工作原理。 

Volley请求处理是一个异步的过程：

1.在主线程中按照请求的优先级把Request添加到本地缓存队列CacheQueue中，
2.缓存分发器CacheDispatcher轮询本地是否已经缓存了这次请求的结果，
3.如果命中，则从缓存中读取数据并且解析。解析完的结果被ResponseDelivery 分发到主线程中。
4.如果没有命中，则将这次请求添加到网络请求队列NetworkQueue中，
5.网络分发器NetworkDispatcher处理网络请求，获取请求结果并解析同时把结果写入缓存。解析完的结果被分发到主线程中。

• 主线程：所有的请求结果都会被分发到主线程。
• 缓存线程：专门有一个线程用于读取本地缓存。
• 网络线程：Volley默认开启4个线程去处理网络请求。
• 

 两个分发器、两个队列、五个线程

Volley初始化以后就创建了5个后台线程（1个缓存线程和4个网络线程来处理Request请求）在处理请求。只要你没做处理，这5个线程一直在后台跑。为了节省资源，在同一个App中最好使用同一个单例Volley RequestQueue队列来处理所有请求，以免创建过多线程浪费资源。还有在退出这个应用时，应该调用 RequestQueue#stop方法来干掉所有Volley线程。如此才是使用Volley最优雅的方式

从源码角度理解Volley工作原理

Volley最基本的使用代码如下（开发者用法）：

//创建请求队列
 RequestQueue mQueue = Volley.newRequestQueue(context);
 //构建一个Request请求
 StringRequest request = new StringRequest(url, new Response.Listener<String>() {
     @Override
     public void onResponse(String response) {
     }
 }, new Response.ErrorListener() {
     @Override
     public void onErrorResponse(VolleyError error) {
     }
 });
 //将请求添加到队列中
 mQueue.add(request);

我们来看看Volley#newRequestQueue（）方法如何实现的？

Volley类

public class Volley {

    /**默认缓存目录 */
    private static final String DEFAULT_CACHE_DIR = "volley";

    public static RequestQueue newRequestQueue(Context context, HttpStack stack) {
        //创建默认缓存文件
        File cacheDir = new File(context.getCacheDir(), DEFAULT_CACHE_DIR);

        String userAgent = "volley/0";
        try {
            String packageName = context.getPackageName();
            PackageInfo info = context.getPackageManager().getPackageInfo(packageName, 0);
            userAgent = packageName + "/" + info.versionCode;
        } catch (NameNotFoundException e) {
        }

        if (stack == null) {
            if (Build.VERSION.SDK_INT >= 9) {//API>=9使用HttpURLConnection访问网络
                stack = new HurlStack();
            } else {//API<9时使用HttpClient访问网络
                stack = new HttpClientStack(AndroidHttpClient.newInstance(userAgent));
            }
        }
        //创建网络访问类
        Network network = new BasicNetwork(stack);
        //创建请求队列
        RequestQueue queue = new RequestQueue(new DiskBasedCache(cacheDir), network);
        //开始执行队列中的任务
        queue.start();
        return queue;
    }

    /**静态方法创建请求队列*/
    public static RequestQueue newRequestQueue(Context context) {
        return newRequestQueue(context, null);
    }
}
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代码第8行： 创建一个默认的缓存文件目录，该路径在应用的私有目录data/data/your_package/cache/volley/ 下。

代码28行：创建一个网络请求队列RequestQueue 对象，然后调用start()方法启动执行队列中的任务。那么RequestQueue#start()方法到底做了什么？接下来分析下RequestQueue类的实现。

RequestQueue

public class RequestQueue {


    /** 用于标识Request的编号. */
    private AtomicInteger mSequenceGenerator = new AtomicInteger();

    /**保存添加到RequestQueue队列中相同key的请求*/
    private final Map<String, Queue<Request<?>>> mWaitingRequests =
            new HashMap<String, Queue<Request<?>>>();

    /**保存当前所有添加到RequestQueue队列中的请求*/
    private final Set<Request<?>> mCurrentRequests = new HashSet<Request<?>>();

    /** 带有优先级的缓存请求队列. */
    private final PriorityBlockingQueue<Request<?>> mCacheQueue =
        new PriorityBlockingQueue<Request<?>>();

    /** 带有优先级的网络请求队列. */
    private final PriorityBlockingQueue<Request<?>> mNetworkQueue =
        new PriorityBlockingQueue<Request<?>>();

    /** 默认开启4个线程处理网络请求 */
    private static final int DEFAULT_NETWORK_THREAD_POOL_SIZE = 4;

    /** 本地缓存，用于保存网络请求结果 */
    private final Cache mCache;

    /** 用于执行网络请求. */
    private final Network mNetwork;

    /** 请求结果分发器. */
    private final ResponseDelivery mDelivery;

    /** 网络处理请求分发器. */
    private NetworkDispatcher[] mDispatchers;

    /** 本地缓存处理请求分发器. */
    private CacheDispatcher mCacheDispatcher;

    public RequestQueue(Cache cache, Network network, int threadPoolSize,
            ResponseDelivery delivery) {
        mCache = cache;
        mNetwork = network;
        mDispatchers = new NetworkDispatcher[threadPoolSize];
        mDelivery = delivery;
    }

    public RequestQueue(Cache cache, Network network, int threadPoolSize) {
        this(cache, network, threadPoolSize,
                new ExecutorDelivery(new Handler(Looper.getMainLooper())));
    }


    public RequestQueue(Cache cache, Network network) {
        this(cache, network, DEFAULT_NETWORK_THREAD_POOL_SIZE);
    }

    /**
     * 启动队列中的任务调度
     */
    public void start() {
        stop();  //停止当前所有任务.
        // 创建缓存任务调度器，并且启动它
        mCacheDispatcher = new CacheDispatcher(mCacheQueue, mNetworkQueue, mCache, mDelivery);
        mCacheDispatcher.start();

        // 创建默认个数的网络任务调度器，并且启动它.
        for (int i = 0; i < mDispatchers.length; i++) {
            NetworkDispatcher networkDispatcher = new NetworkDispatcher(mNetworkQueue, mNetwork,
                    mCache, mDelivery);
            mDispatchers[i] = networkDispatcher;
            networkDispatcher.start();
        }
    }

    /**
     * 停止缓存和网络调度
     */
    public void stop() {
        if (mCacheDispatcher != null) {
            mCacheDispatcher.quit();
        }
        for (int i = 0; i < mDispatchers.length; i++) {
            if (mDispatchers[i] != null) {
                mDispatchers[i].quit();
            }
        }
    }

    /**
     * 获取队列编号.
     */
    public int getSequenceNumber() {
        return mSequenceGenerator.incrementAndGet();
    }

    /**
     * 获取本地缓存.
     */
    public Cache getCache() {
        return mCache;
    }

    /**
     完成一次请求，当该请求被执行结束或者该请求被取消时调用该方法
     */
    <T> void finish(Request<T> request) {
        // 从当前队列中移除该请求，标志着该请求得到执行。
        synchronized (mCurrentRequests) {
            mCurrentRequests.remove(request);
        }
        synchronized (mFinishedListeners) {
          for (RequestFinishedListener<T> listener : mFinishedListeners) {
            listener.onRequestFinished(request);
          }
        }
        //如果该请求允许有缓存，则将等待队列中的所有的请求任务全部添加到缓存队列中继续执行。
        if (request.shouldCache()) {
            synchronized (mWaitingRequests) {
                String cacheKey = request.getCacheKey();
                Queue<Request<?>> waitingRequests = mWaitingRequests.remove(cacheKey);
                if (waitingRequests != null) {
                    if (VolleyLog.DEBUG) {
                        VolleyLog.v("Releasing %d waiting requests for cacheKey=%s.",
                                waitingRequests.size(), cacheKey);
                    }
                    //处理等待队列中所有的请求.
                    mCacheQueue.addAll(waitingRequests);
                }
            }
        }
    }
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RequestQueue#start方法
有上面的代码可知：start方法中创建了一个CacheDispatcher缓存调度处理器和4个NetworkDispatcher网络调度处理器，而他们都是继承自Thread线程的，所以这里创建了1个缓存线程和4个网络线程来处理Request请求。相当于此处启动了5个线程来处理请求，这就是为什么Volley框架支持多并发请求了。那么我们看看它们都做了些什么？？
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CacheDispatcher类（缓存分发器）

public class CacheDispatcher extends Thread {
    /** 缓存阻塞队列. */
    private final BlockingQueue<Request<?>> mCacheQueue;

    /** 网络阻塞队列. */
    private final BlockingQueue<Request<?>> mNetworkQueue;

    /** 本地缓存. */
    private final Cache mCache;

    /** 结果分发器. */
    private final ResponseDelivery mDelivery;

    /** 标记当前线程是否死亡. */
    private volatile boolean mQuit = false;

    public CacheDispatcher(
            BlockingQueue<Request<?>> cacheQueue, BlockingQueue<Request<?>> networkQueue,
            Cache cache, ResponseDelivery delivery) {
        mCacheQueue = cacheQueue;
        mNetworkQueue = networkQueue;
        mCache = cache;
        mDelivery = delivery;
    }

    /**退出当前线程*/
    public void quit() {
        mQuit = true;
        interrupt();
    }

    @Override
    public void run() {
//设置该线程的优先级为后台线程                           Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);

        //初始化本地缓存.
        mCache.initialize();
        //死循环
        while (true) {
            try {
                //从阻塞的缓存队列中取出一个请求.
                final Request<?> request = mCacheQueue.take();
                request.addMarker("cache-queue-take");

                // 如果该请求被取消，就不处理该请求
                if (request.isCanceled()) {
                    request.finish("cache-discard-canceled");
                    continue;//继续下次循环，等待下一个请求
                }

                //试图从本地缓存中读取本次请求结果.
                Cache.Entry entry = mCache.get(request.getCacheKey());
                //本地没有命中则将该请求投放到网络请求队列中处理
                if (entry == null) {
                    request.addMarker("cache-miss");
                    mNetworkQueue.put(request);
                    continue;//结束本次循环
                }

                // 本地命中，但是过期了，也需再次将请求投放到网络请求队列中
                if (entry.isExpired()) {
                    request.addMarker("cache-hit-expired");
                    request.setCacheEntry(entry);
                    mNetworkQueue.put(request);
                    continue;//结束本次循环
                }

                // 本地缓存命中该请求以后解析该请求
                request.addMarker("cache-hit");
                Response<?> response = request.parseNetworkResponse(
                        new NetworkResponse(entry.data, entry.responseHeaders));
                request.addMarker("cache-hit-parsed");

                if (!entry.refreshNeeded()) {
                    // 本地缓存命中且没有过期，则将解析的结果发送到主线程中.
                    mDelivery.postResponse(request, response);
                } else {
                    // 本地缓存命中，但需要刷新，重新将这次请求投放到网络请求队列中
                    request.addMarker("cache-hit-refresh-needed");
                    request.setCacheEntry(entry);

                    // Mark the response as intermediate.
                    response.intermediate = true;
                    mDelivery.postResponse(request, response, new Runnable() {
                        @Override
                        public void run() {
                            try {
                                mNetworkQueue.put(request);
                            } catch (InterruptedException e) {
                                // Not much we can do about this.
                            }
                        }
                    });
                }

            } catch (InterruptedException e) {
                // 此处用于退出当前线程，当该线程发生中断异常时执行.
                if (mQuit) {
                    return;
                }
                continue;
            }
        }
    }
}
--------------------- 

解析：CacheDispatcher类继承自Thread(缓存线程)，实现了run方法，在run方法中写了一个while(true)死循环，用于一直读取缓存队列中的请求任务（轮询）。因为缓存队列mCacheQueue是一个阻塞队列，所以只有队列不为空时while循环才会取出下一个新的请求任务执行，否则while循环一直阻塞直到有新任务添加进来。

run方法实现的逻辑是：先从本地缓存中去读本次请求，如果该请求命中本地缓存且缓存未过期，则解析结果并且由分发器ResponseDelivery 将结果发送到主线程中。如果本地没有命中或者命中的请求过期了，则将该请求投放到网络请求队列中，由NetworkDispatcher来处理网络请求。

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NetworkDispatcher类（网络分发器）

public class NetworkDispatcher extends Thread {

..................
    @Override
    public void run() {
    //设置线程优先级为后天线程
        Process.setThreadPriority(Process.THREAD_PRIORITY_BACKGROUND);
        while (true) {
            long startTimeMs = SystemClock.elapsedRealtime();
            Request<?> request;
            try {
                // 从队列中取出一个请求任务.
                request = mQueue.take();
            } catch (InterruptedException e) {
                // 当线程发生中断异常时，判断该线程是否死亡？如果死亡则结束循环，否则跳出本次循环继续等待下一个请求任务到来。
                if (mQuit) {
                    return;
                }
                continue;
            }

            try {
                request.addMarker("network-queue-take");

                // 该Request请求如果被取消，则跳出本次循环，结束本地请求处理
                // network request.
                if (request.isCanceled()) {
                    request.finish("network-discard-cancelled");
                    continue;
                }

                addTrafficStatsTag(request);

                // 执行网络请求.
                NetworkResponse networkResponse = mNetwork.performRequest(request);
                request.addMarker("network-http-complete");

                // 相同的结果不发送第二次
                if (networkResponse.notModified && request.hasHadResponseDelivered()) {
                    request.finish("not-modified");
                    continue;
                }

                // 在工作线程中解析网络结果.
                Response<?> response = request.parseNetworkResponse(networkResponse);
                request.addMarker("network-parse-complete");

                // 将结果保存到缓存中.
                if (request.shouldCache() && response.cacheEntry != null) {
                    mCache.put(request.getCacheKey(), response.cacheEntry);
                    request.addMarker("network-cache-written");
                }
                request.markDelivered();
                //将结果发送到主线程中
                mDelivery.postResponse(request, response);
            } catch (VolleyError volleyError) {
                volleyError.setNetworkTimeMs(SystemClock.elapsedRealtime() - startTimeMs);
                parseAndDeliverNetworkError(request, volleyError);
            } catch (Exception e) {
                VolleyLog.e(e, "Unhandled exception %s", e.toString());
                VolleyError volleyError = new VolleyError(e);
                volleyError.setNetworkTimeMs(SystemClock.elapsedRealtime() - startTimeMs);
                //将错误结果发送到主线程中
                mDelivery.postError(request, volleyError);
            }
        }
    }

  ...........
--------------------- 

解析：NetworkDispatcher 类同样继承自Thread，实现了其run方法。在该方法中写了一个while(true)死循环，用于读取网络队列中的Request请求任务，同样由于网络队列也是一个阻塞队列，所以当队列不为空就取出一个Request任务，然后将该任务值执行网络请求，并且解析请求结果，在得到网络请求结果以后首先将结果保存到本地缓存，然看结果将由分发器ResponseDelivery发送到主线程中。
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到此，RequestQueue#start方法分析结束，总结起来如下：Volley会创建一个RequestQueue对象，该对象会创建一个Cache对象用于保存请求结果，创建一个带有优先级以及阻塞的缓存队列mCacheQueue用于保存用户添加的请求，创建一个CacheDispatcher线程调度器来轮询缓存队列mCacheQueue执行请求任务。创建了4个带有优先级和阻塞的网络队列mNetWorkQueue用于保存没有命中本地缓存的请求，匹配的也创建了4个NetworkDispatcher线程调度器来轮询mNetWorkQueue队列执行请求任务。
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RequestQueue#add（）

........

 /**添加一个请求到带有分发器的队列中*/
    public <T> Request<T> add(Request<T> request) {
        //Request请求和请求队列关联
        request.setRequestQueue(this);
        synchronized (mCurrentRequests) {
            //Request请求添加到当前请求队列中
            mCurrentRequests.add(request);
        }

        // 给该请求设置一个顺序编号.
        request.setSequence(getSequenceNumber());
        request.addMarker("add-to-queue");

        // 如果该请求不需要缓存，则将Request请求直接添加至网络请求队列中.
        if (!request.shouldCache()) {
            mNetworkQueue.add(request);
            return request;
        }

        // 以下代码处理缓存请求等待队列.
        synchronized (mWaitingRequests) {
            String cacheKey = request.getCacheKey();
            //如果等待队列中已经存在该请求的key，则说明此时有一个相同的请求正在被处理，因此将该request放在等待队列中，等待前一个request处理完之后在finish方法中处理。
            if (mWaitingRequests.containsKey(cacheKey)) {
                Queue<Request<?>> stagedRequests = mWaitingRequests.get(cacheKey);
                if (stagedRequests == null) {
                    stagedRequests = new LinkedList<Request<?>>();
                }
                stagedRequests.add(request);
                mWaitingRequests.put(cacheKey, stagedRequests);
                if (VolleyLog.DEBUG) {
                    VolleyLog.v("Request for cacheKey=%s is in flight, putting on hold.", cacheKey);
                }
            } else {
                //如果等待队列中没有改请求的key，则将之添加到等待队列，注意：添加到等待队列中的value 是一个null，目的用于标记该请求在等待队列中且处于正在被处理的状态。
                mWaitingRequests.put(cacheKey, null);
                //添加都缓存队列中让该请求得到相应的执行。
                mCacheQueue.add(request);
            }
            return request;
        }
    }
........

代码第13行：给当前请求设置一个编号，后面将用于设置请求的优先级，这里暂且不详细讲解。
代码第17-20行：判断当前请求是否允许本地缓存，如果不允许，则直接将本次请求添加到网络请求队列中。否则添加到缓存请求队列中。
代码26-35行：判断请求等待队列中是否包含本次请求的key，如果包含，则说明有相同的请求正在被执行，此时将该请求放入到等待队列中，等待上一个请求被执行完成以后再来处理此次的请求，见方法 finish()。
代码38-39行：表示请求等待队列中并不包含本次请求的key，则先将本次请求在等待队列中置空，置空的目的是告诉别人该请求正在被执行，如果有其他相同的请求来时，请先等待我这次请求执行结束。然后将本次请求投放到缓存队列中，让CacheDispatcher调度器执行本次请求。
---------------------

RequestQueue#finish完成一次请求时会调用该方法。

该方法的调用，标志着一次请求的结束，结束一次请求包括：

• 一个请求被完整的处理，得到请求的结果。
• 一个请求在处理的过程中被取消了。

<T> void finish(Request<T> request) {
        // 从当前队列中移除该请求
        synchronized (mCurrentRequests) {
            mCurrentRequests.remove(request);
        }
        synchronized (mFinishedListeners) {
        //请求结束的监听回调
          for (RequestFinishedListener<T> listener : mFinishedListeners) {
            listener.onRequestFinished(request);
          }
        }

        if (request.shouldCache()) {
            synchronized (mWaitingRequests) {
                String cacheKey = request.getCacheKey();
                //从等待队列中移除该请求
                Queue<Request<?>> waitingRequests = mWaitingRequests.remove(cacheKey);
                if (waitingRequests != null) {
                   //将等待队列中所有相同的请求一次性添加到缓存队列中，让CacheDispatcher线程处理。此处不敢苟同，既然是相同的请求，为啥要全部放入队列中？放一个就好了嘛！！
                    mCacheQueue.addAll(waitingRequests);
                }
            }
        }
    }

这段代码的解释在注释里写的很清楚了。

取消请求

我们都知道，Volley有个优势就是可以取消指定的Tag标记请求或者取消所有请求，那么Volley是怎么做到的呢？还是从源码中找答案吧。

RequestQ ueue#cancleAll()

  /**
     *定义的过滤请求接口，用于构建取消某个请求或者所有请求
     */
    public interface RequestFilter {
        public boolean apply(Request<?> request);
    }

    /**
     根据给定的过滤条件取消队列中所有的请求
     */
    public void cancelAll(RequestFilter filter) {
        synchronized (mCurrentRequests) {
        //遍历当前请求队列中所有的请求，找到匹配的请求然后取消该请求。
            for (Request<?> request : mCurrentRequests) {
                if (filter.apply(request)) {
                    request.cancel();
                }
            }
        }
    }

    /**
     根据给定的tag标签取消队列中所有的请求队列
     */
    public void cancelAll(final Object tag) {
        if (tag == null) {
            throw new IllegalArgumentException("Cannot cancelAll with a null tag");
        }
        cancelAll(new RequestFilter() {
            @Override
            public boolean apply(Request<?> request) {
                return request.getTag() == tag;
            }
        });
    }

我们在添加请求的时候通常会给每个请求这是一个Tag，比如：

request.setTag("request1");

那么我们需要取消该请求的时候就简单了：

RequestQueue.cancelAll("request1");

如此就取消了tag=request1的请求。
如此一来每个请求都需要设置不同的tag来确定唯一的请求标记。那么问题来了，我在整个应用退出时该如何取消所有的请求呢？不可能我每个请求都去调用一次cancleAll吧？此时只要调用cancelAll(RequestFilter filter)方法就可以轻而易举的取消所有request请求啦，代码如下：

requestQueue.cancelAll(new RequestQueue.RequestFilter() {
            @Override
            public boolean apply(Request<?> request) {
                return true;
            }
        });

解析：以上代码仅仅是修改了RequestFilter接口中apply方法的返回值永远为true而已。如此一来就会导致如下方法会全部遍历一次当前请求队列。

 public void cancelAll(RequestFilter filter) {
        synchronized (mCurrentRequests) {
        //遍历当前请求队列中所有的请求，找到匹配的请求然后取消该请求。
            for (Request<?> request : mCurrentRequests) {
                if (filter.apply(request)) {
                    request.cancel();
                }
            }
        }
    }

总结

这篇博客主要介绍了Volley的整体工作机制，从整篇博客我们知道：

Volley默认创建1个cache Thread和4个network Thread来处理网络请求，当然你也可以创建更多的network Thread来处理更多的网络请求，正因为如此，Volley才支持多并发网络连接。
Volley创建1个本地缓存队列（cacheQueue）和1个网络请求队列（networkQueue）来保存所有网络请求，而随之对应的是一个cache Thread处理缓存队列，4个network thread处理网络请求队列，由于队列的实现都是带有优先级的阻塞队列，因此4个network thread是自动调度处理网络请求的。
Volley默认先将请求提交给cache Thread来处理，cache Thread会查找本地是否缓存了本次请求结果，如果缓存了且该结果未过期，则直接读取本地缓存结果，而无须再次请求网络。因此Volley默认自动缓存网络请求结果。
Volley支持取消某个或者所有的网络请求，一般在某个activity退出时调用Request#cancelAll()方法来取消所有网络请求以便出现内存泄漏。
Volley初始化以后就创建了5个后台线程在处理请求。只要你没做处理，这5个线程一直在后台跑。为了节省资源，在同一个App中最好使用同一个单例Volley RequestQueue队列来处理所有请求，以免创建过多线程浪费资源。还有在退出这个应用时，应该调用 RequestQueue#stop方法来干掉所有Volley线程。如此才是使用Volley最优雅的方式
后续博客会继续分析Volley是怎么实现RetryPolicy错误重试机制的，以及本地缓存的策略和请求优先级的设置。
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volley为什么不适合传输大数据：

volley中为了提高请求处理的速度，采用了ByteArrayPool进行内存中的数据存储的，如果下载大量的数据，这个存储空间就会溢出，所以不适合大量的数据，

但是由于他的这个存储空间是内存中分配的，当存储的时候优是从ByteArrayPool中取出一块已经分配的内存区域, 不必每次存数据都要进行内存分配，

而是先查找缓冲池中有无适合的内存区域，如果有，直接拿来用，从而减少内存分配的次数 ，所以他比较适合大量的数据量少的网络数据交互情况。

 Volley有用到线程池吗？

volley虽然没有用ThreadPoolExecutor，但volley 里面使用了一个数组来存放 NetworkDispatcher 这功能就相当于是线程池，只不过自己写了管理，默认开启4个线程。

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作者：废墟的树 
来源：CSDN 
原文：https://blog.csdn.net/feiduclear_up/article/details/52847017 
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