Привет, Хабр! Меня зовут Юра Кучанов @kuchanov, работаю Android разработчиком в Garage Eight и сегодня хочу рассказать о том, как мы делали Retrofit-подобную библиотеку для JSON-RPC протокола. Началось всё с того, что нам потребовалось для общения сервера и Android приложения использовать протокол JSON-RPC. Что значит “потребовалось”? Если кратко – бэкендеры предложили, а сильных аргументов против, в сущности, не нашлось =) Возможно, тут сработала, например, вот эта статья с хабра про выбор между REST и JSON-RPC. В итоге я пошёл искать библиотеки в сети и… И обнаружил, что готовые решения не подходят (так как там, конечно же, есть хотя бы один фатальный недостаток). В итоге сделал свою библиотеку в стиле Retrofit. Ниже расскажу, почему не подошли готовые решения, как реализовал своё через рефлексию и как копался в исходниках Retrofit и OkHttp для реализации нужного нам функционала. Если вам удобнее видео формат, то вот тут есть запись с выступления на Mobius, а в тексте будет чуть больше подробностей, плюс ссылка на исходники. Перед нами стояла задача – запустить с нуля новый продукт. То есть у нас своего рода стартап в рамках продуктовой компании. И свободы нам дали много – можно пробовать разное (в пределах разумного, конечно). На этапе выбора стэка технологий командой (я и Go-шник Илья) обсуждали несколько вариантов клиент-серверного общения и остановились на JSON-RPC протоколе. Он используется в основном продукте, также для бэкенда на Go в компании уже была своя проверенная библиотека и имелась в виду возможность в будущем перейти на реализацию от Google – gRPC. Однако, поспрашивав коллег по андроиду (тех, что основной продукт пилят) и изучив исходники оного, я выяснил, что клиент для JSON-RPC активно используется только на FrontEnd, а для андроида никаких решений в компании нет – там всё по привычному – REST API через Retrofit. В итоге пошёл я в интернет смотреть, что же это за протокол такой. Выяснил следующее: JSON-RPC – это в первую очередь простой протокол. Он не указывает, какой тип транспорта вам использовать и не заставляет соблюдать множество сложных правил, число которых растёт год от года вместе с возможными интерпретациями этих правил. По ссылке вы можете найти исчерпывающее описание протокола. Оно крайне лаконичное, с последним обновлением в 2013 году. А вот ещё более упрощённая версия описания, нужная для понимания дальнейшего рассказа: Клиент должен отправить на сервер JSON со следующими данными: jsonrpc – версия протокола. Мы, конечно, используем вторую, самую свежую версию, засим отправляем всегда строчку "2.0" в качестве значения; method – имя метода. Тут придётся решать одну из сложнейших вещей в нашей профессии – самим придумывать имена. Например: "user"; params – параметры метода. Можно просто массив с ними, но мы будем слать JSON с полями – так нагляднее, ибо у параметров есть имена; id – идентификатор запроса. Может быть строкой, целым числом, null-ом. Мы будем использовать целые числа. Значение должно задаваться на клиенте, сервер в ответе пришлёт такой же ID. Сервер обязательно ответит JSON-ом такого вида: jsonrpc – версия протокола. Неудивительно, что приходить будет "2.0" в качестве значения; id – идентификатор запроса. Значение должно быть точно такое же, какое было в запросе от клиента; result – собственно результат вызова метода. Если запрос успешен, тут точно что-то будет. Что именно – зависит от метода. Например, такой JSON для метода user: { "id":1, "name": "Ivan" }. Или массив объектов. Или просто строка, число etc. А может  - вообще придёт пустой объект в виде {}; error – исчерпывающая информация об ошибке. Если что-то пошло не так, то в ответе сервера будет это поле вместо поля result. Вот что будет и может быть внутри: code – номер ошибки. Может быть только целым числом. Например: 42 – так мы поймём, например, что юзера с запрошенным ID не существует. Какой код за что отвечает, каждый решает сам, в протоколе это не прописано; message – текст ошибки. Просто строка с описанием ошибки; Именно тут мы будем видеть всякие “Internal error” когда на бэке какой-то микросервис не задеплоится и всё сломается. Если же всё хорошо – тут будет человеко читаемый текст ошибки data – опциональное поле с дополнительными данными. Сюда можете положить всё что угодно: более подробное описание ошибки, какое-то число или структуру для множества вложенных ошибок. Собственно, вот и всё, что нам нужно знать для того, чтобы его использовать. Вот примеры запроса/ответа: Успешный запрос: Неуспешный запрос к несуществующему методу: Они, конечно, есть. Самая популярная и известная – gRPC от Google (не совсем JSON-RPC, скорее просто RPC, но мы планируем его потом использовать. На бэке - уже используем). Там реализации на нескольких языках и для сервера, и для клиента + всякие оптимизации типа proto-файлов с описанием всех запросов и с ответами к ним, по которым будет генерироваться код сервера и клиента. Однако это стало одной из причин для поиска другого, более простого решения. Мы хотели как можно быстрее начать писать код и не завязываться в самом начале на решение с кодогенерацией и сервера, и клиента, чтобы не мешать друг другу. Нашим BackEnd-ерам было проще: в компании уже была своя реализация протокола для Go, её они и взяли (через несколько месяцев, правда, к нам пришёл Go-шник Слава и таки затащил gRPC на бэк. Видимо, в будущем буду писать статью про то, как со своего велосипеда для JSON-RPC на gRPC под Android переезжали. Пока что у нас на нём только микросервисы меж собой общаются. А клиенты c бэком - через JSON-RPC). А меня отправили спрашивать коллег из основного продукта, где реализация под андроид. А её не было. Оказалось, что протокол успели поддержать на FrontEnd, а на Android оно почти не использовалось и отдельного решения никто не делал. Но это не беда – поищем в интернете. И найдём несколько реализаций. Вот, например, очень пригодившаяся мне статья – A simple Retrofit-style JSON-RPC client. Там почти всё что нужно уже сделано и описано, но самой библиотеки я не нашёл. Да и там не хватало пары вещей типа возможности выбора либы для JSON и использовалась RxJava, а мы решили на модных корутинах писать. Ещё есть jsonrpc4j (с Jackson внутри и заточенную на использование на сервере на Spring) и Simple JSON-RPC (тоже Jackson внутри). В общем, у каждой хотя бы один недостаток – использованы неподходящие библиотеки, например Jackson для парсинга JSON и RxJava, либо библиотека была в т. ч. и для серверной части, что нам просто не нужно. Изучая варианты, я пришёл к выводу, что могу и сам реализовать всё, что нам нужно, подглядывая в исходники других библиотек. Так как в сети есть примеры того, что нужно и что явно работает, то решено было делать так: Смотрим в Retrofit, как из метода интерфейса, окружённого аннотациями, получается сетевой запрос. Смотрим в найденные ранее библиотеки для JSON-RPC в поисках вдохновения для парсинга JSON и как они делают то, что хотим мы. В OkHttp подглядим реализацию Interceptor: они нам точно пригодятся. Приступим с самого начала. А там – рефлексия. Что же, придётся разбираться. Вспоминаем, что такое рефлексия. Рефлексия (от позднелат. reflexio – обращение назад) – это механизм исследования данных о программе во время её выполнения. Рефлексия позволяет исследовать информацию о полях, методах и конструкторах классов. Если заглянуть в исходники Retrofit, то обнаружится, что именно с помощью рефлексии осуществляется вся магия (хотя я почему-то когда-то давно думал, что там кодогенерация). Вспомним, как выглядит использование Retorfit: Создаём интерфейс, описывающий запросы в сеть. Например UserApi. Методы и аргументы методов помечаем аннотациями. Создаём экземпляр класса, делающего запросы в сеть – OkHttpClient. С его помощью делаем экземпляр класса, создающего реализации интерфейса из п.1. Как же, собственно, создаётся экземпляр класса, реализующего наш интерфейс? Для этого используется класс java.lang.reflect.Proxy. Он позволяет динамически, в runtime, создавать экземпляры классов, реализующих один или несколько интерфейсов. Для создания экземпляра Proxy требуется передать ему реализацию интерфейса java.lang.reflect.InvocationHandler, который предельно прост – всего один метод invoke. Именно в этом методе и происходит вся магия: он имеет всю информацию о вызываемом методе проксируемого интерфейса (имя, тип возвращаемого значения, аннотации etc) и все его аргументы, т. е. всё, что нужно, чтобы совершить те действия, которые нам требуются. Таким образом, когда мы используем Retrofit, мы делегируем выполнение метода Proxy классу, а он направляет его InvocationHandler-у. Тот, наконец, передаёт вызов классу, который по значениям из аннотаций над методом, его аргументами, параметрами самого Retrofit и с помощью переданного ранее OkHttpClient сделает сетевой запрос. Вот мы и добрались до написания своего кода. Сделаем следующее: Интерфейс JsonRpcClient с методом отправки запроса – принимаем JsonRpcRequest возвращаем JsonRpcResponse. Реализуем интерфейс. Для реализации нам понадобятся: адрес сервера; OkHttpClient; сериализатор параметров запроса; десериализатор ответа сервера. Реализуем InvocationHandler, а в нём: сформируем JsonRpcRequest по информации, полученной с помощью рефлексии из вызываемого метода; осуществим сетевой вызов с помощью JsonRpcClient; десериализуем и вернём требуемые данные в случае успеха и прокинем ошибку в случае неудачи. Соединяем всё вместе. JsonRpcClient и описание JSON запроса и ответа JsonRpcClientImpl - делаем сетевой запрос, добавляем описания возможных ошибок и объявляем интерфейсы для сериализации/десериализации JSON Реализуем InvocationHandler. Чтобы получать информацию из аннотаций, не забываем аннотацию объявить. А также добавим единый источник значений для параметра ID запроса: Соединяем всё вместе, создавая прокси. Теперь у нас всё готово, можем использовать. Объявим интерфейс, пометим аннотациями: Создадим его экземпляр через Proxy, используя код, приведённый выше: Запустим запрос через, например, корутины: Т.к. в OkHttpClient мы добавили перехватчик для логгирования, то в логах при успешном запросе увидим что-то такое: Кажется, что наше решение прекрасно работает. Однако это не вполне так. Что, если нам надо как-то по-особенному реагировать на определённые ошибки, которые нам пришлёт сервер (протух токен, например) и/или надо модифицировать каждый запрос (добавлять токен к запросу)? Часть этих потребностей можно решить через перехватчики на уровне OkHttp. Для этого договоримся, например, что токен мы будем прикреплять в заголовке запроса. Однако если токен на сервере захотят получать в теле запроса и/или если нам надо поудобнее обрабатывать ошибки, то нам не обойтись без собственного перехватчика. Давайте посмотрим, как это реализовано в OkHttp. Если вы когда-то использовали перехватчики в OkHttp, то такой код будет вам знаком: Вот как оно работает: Добавляются 2 интерфейса: Chain и Interceptor. Chain имеет метод proceed, принимающий запрос к серверу и возвращающий ответ сервера. Interceptor имеет метод intercept, принимающий Chain и возвращающий ответ сервера. Chain имеет реализацию RealInterceptorChain, принимающую в себя список Interceptor-ов и имеющую счётчик, по которому определяется, какой из цепочки Interceptor-ов следует вызывать. С помощью счётчика происходит рекурсивный вызов Interceptor-ов. В конец списка всех Interceptor-ов добавляется Interceptor, который непосредственно делает запрос на сервер, получая ответ оного. В InvocationHandler вместо прямого вызова сервера создаётся RealInterceptorChain, в который передаются наши пользовательские Interceptor-ы в нужном нам порядке и вызывается метод intercept первого Interceptor-а в цепочке. В итоге Interceptor-ы вызывают друг друга рекурсивно, пока не дойдут до последнего Interceptor-а, который вызовет сервера, после чего ответ сервера будет по цепочке возвращён к самому первому Interceptor-у. Таким образом, мы можем как модифицировать запрос, который по цепочке передаётся от одного Interceptor-а к другому, так и как-то отреагировать на ответ сервера. Будем считать, что абстракция нам понятна, и попробуем прописать детали реализации. Объявим интерфейс для цепочки: Объявим интерфейс для перехватчика: Реализуем Chain. Реализуем перехватчик, который будет делать запрос на сервер. Теперь в нашем InvocationHandler используем RealInterceptorChain, добавив возможность передавать Interceptor-ы при создании прокси-класса: Собственно, всё. Теперь у нас есть весь нужный нам функционал, и мы можем модифицировать запросы как на транспортном уровне, так и на уровне нашей библиотеки. Вот пример перехвата ошибки протухшего токена, отправки запроса на получение нового и повтора оригинального запроса с уже новым токеном: Нас на данный момент устраивает то, что получилось. Но, конечно, можно и улучшить некоторые детали. Например, можно реализовать аналог CallAdapterFactory из Retrofit – они позволят в качестве типа возвращаемого значения методов наших интерфейсов использовать источники данных RxJava. Можно добавить больше реализаций интерфейсов парсинга JSON через другие библиотеки (Gson, Jackson etc). Ну и написать максимально подробную документацию, покрыть всё тестами и залить библиотеку в один из публичных репозиториев. Но это дело будущего. А исходники можно посмотреть на GitHub Вот так, столкнувшись с интересной задачей, можно, основываясь на проектах с открытым исходным кодом, её успешно решить. Не бойтесь писать свой велосипед, если уже имеющиеся решения обладают хотя бы одним фатальным недостатком!