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Android网络通信实战：如何高效调用JSON接口并测试

作者：搬砖的石头2025.09.25 17:12浏览量：0

简介：本文详细讲解Android应用中调用JSON接口的核心步骤，包括网络权限配置、HTTP请求实现、JSON解析方法及接口测试策略，提供可复用的代码示例和最佳实践。

一、环境准备与基础配置

1. 网络权限声明

在AndroidManifest.xml中添加必要权限：

  1. <uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
  2. <!-- 若使用HTTPS且需要自签名证书，需添加 -->
  3. <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

对于Android 9.0（API 28）及以上版本，默认禁止明文HTTP请求，需在res/xml/network_security_config.xml中配置：

  1. <network-security-config>
  2.     <base-config cleartextTrafficPermitted="true">
  3.         <trust-anchors>
  4.             <certificates src="system" />
  5.         </trust-anchors>
  6.     </base-config>
  7. </network-security-config>

并在AndroidManifest.xml中引用：

  1. <application
  2.     android:networkSecurityConfig="@xml/network_security_config"
  3.     ...>
  4. </application>

2. 依赖管理

推荐使用OkHttp + Retrofit组合实现网络请求：

  1. // build.gradle (Module)
  2. dependencies {
  3.     implementation 'com.squareup.okhttp3:okhttp:4.10.0'
  4.     implementation 'com.squareup.retrofit2:retrofit:2.9.0'
  5.     implementation 'com.squareup.retrofit2:converter-gson:2.9.0'
  6. }

二、JSON接口调用实现

1. 基础HTTP请求实现

使用OkHttp实现GET请求：

  1. public class JsonApiClient {
  2.     private static final String BASE_URL = "https://api.example.com/";
  4.     public void fetchData(String endpoint, Callback callback) {
  5.         OkHttpClient client = new OkHttpClient();
  6.         Request request = new Request.Builder()
  7.                 .url(BASE_URL + endpoint)
  8.                 .build();
  10.         client.newCall(request).enqueue(new Callback() {
  11.             @Override
  12.             public void onFailure(Call call, IOException e) {
  13.                 callback.onError(e.getMessage());
  14.             }
  16.             @Override
  17.             public void onResponse(Call call, Response response) throws IOException {
  18.                 if (response.isSuccessful()) {
  19.                     String jsonData = response.body().string();
  20.                     callback.onSuccess(jsonData);
  21.                 } else {
  22.                     callback.onError("Server error: " + response.code());
  23.                 }
  24.             }
  25.         });
  26.     }
  28.     public interface Callback {
  29.         void onSuccess(String jsonData);
  30.         void onError(String errorMessage);
  31.     }
  32. }

POST请求实现（带请求体）：

  1. public void postData(String endpoint, String jsonBody, Callback callback) {
  2.     MediaType JSON = MediaType.parse("application/json; charset=utf-8");
  3.     RequestBody body = RequestBody.create(jsonBody, JSON);
  5.     Request request = new Request.Builder()
  6.             .url(BASE_URL + endpoint)
  7.             .post(body)
  8.             .build();
  10.     // 其余部分与GET请求相同
  11. }

2. Retrofit高级实现

定义API接口：

  1. public interface ApiService {
  2.     @GET("users/{id}")
  3.     Call<User> getUser(@Path("id") int userId);
  5.     @POST("users")
  6.     Call<User> createUser(@Body User user);
  8.     @FormUrlEncoded
  9.     @POST("users/login")
  10.     Call<LoginResponse> login(
  11.             @Field("email") String email,
  12.             @Field("password") String password
  13.     );
  14. }

创建Retrofit实例：

  1. public class RetrofitClient {
  2.     private static Retrofit retrofit = null;
  3.     private static final String BASE_URL = "https://api.example.com/";
  5.     public static Retrofit getClient() {
  6.         if (retrofit == null) {
  7.             retrofit = new Retrofit.Builder()
  8.                     .baseUrl(BASE_URL)
  9.                     .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
  10.                     .client(new OkHttpClient.Builder().build())
  11.                     .build();
  12.         }
  13.         return retrofit;
  14.     }
  15. }

数据模型定义：

  1. public class User {
  2.     @SerializedName("id")
  3.     private int id;
  5.     @SerializedName("name")
  6.     private String name;
  8.     @SerializedName("email")
  9.     private String email;
  11.     // 必须有无参构造函数
  12.     public User() {}
  14.     // Getter和Setter方法
  15.     // ...
  16. }

三、JSON数据解析策略

1. 原生JSONObject解析

  1. try {
  2.     JSONObject jsonObject = new JSONObject(jsonString);
  3.     int id = jsonObject.getInt("id");
  4.     String name = jsonObject.getString("name");
  6.     JSONArray hobbiesArray = jsonObject.getJSONArray("hobbies");
  7.     List<String> hobbies = new ArrayList<>();
  8.     for (int i = 0; i < hobbiesArray.length(); i++) {
  9.         hobbies.add(hobbiesArray.getString(i));
  10.     }
  11. } catch (JSONException e) {
  12.     e.printStackTrace();
  13. }

2. Gson库高级解析

基本对象解析：

  1. Gson gson = new Gson();
  2. User user = gson.fromJson(jsonString, User.class);

集合解析：

  1. Type listType = new TypeToken<ArrayList<User>>(){}.getType();
  2. List<User> users = gson.fromJson(jsonArrayString, listType);

复杂嵌套结构解析：

  1. public class ApiResponse<T> {
  2.     @SerializedName("status")
  3.     private String status;
  5.     @SerializedName("code")
  6.     private int code;
  8.     @SerializedName("data")
  9.     private T data;
  11.     // Getter和Setter方法
  12. }
  14. // 使用示例
  15. ApiResponse<User> response = gson.fromJson(jsonString, 
  16.     new TypeToken<ApiResponse<User>>(){}.getType());

四、接口测试与调试

1. 单元测试实现

使用JUnit和Mockito测试：

  1. @RunWith(MockitoJUnitRunner.class)
  2. public class ApiServiceTest {
  3.     @Mock
  4.     private Retrofit retrofit;
  6.     @Mock
  7.     private ApiService apiService;
  9.     @Mock
  10.     private Call<User> call;
  12.     @Test
  13.     public void testGetUserSuccess() throws Exception {
  14.         User testUser = new User(1, "Test User", "test@example.com");
  15.         Response<User> response = Response.success(testUser);
  17.         when(retrofit.create(ApiService.class)).thenReturn(apiService);
  18.         when(apiService.getUser(1)).thenReturn(call);
  19.         when(call.execute()).thenReturn(response);
  21.         User result = apiService.getUser(1).execute().body();
  22.         assertEquals("Test User", result.getName());
  23.     }
  24. }

2. 集成测试策略

使用Postman生成测试代码：

  1. 在Postman中配置请求
  2. 点击”Code”按钮选择”Java - OkHttp”
  3. 将生成的代码转换为Android可用的形式

本地Mock服务器测试：

  1. public class MockWebServerTest {
  2.     private MockWebServer server;
  4.     @Before
  5.     public void setUp() throws Exception {
  6.         server = new MockWebServer();
  7.         server.start(8080);
  8.     }
  10.     @Test
  11.     public void testMockResponse() throws Exception {
  12.         String mockJson = "{\"id\":1,\"name\":\"Mock User\"}";
  13.         server.enqueue(new MockResponse()
  14.                 .setResponseCode(200)
  15.                 .setBody(mockJson));
  17.         Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
  18.                 .baseUrl(server.url("/"))
  19.                 .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
  20.                 .build();
  22.         ApiService service = retrofit.create(ApiService.class);
  23.         User user = service.getUser(1).execute().body();
  25.         assertEquals("Mock User", user.getName());
  26.     }
  28.     @After
  29.     public void tearDown() throws Exception {
  30.         server.shutdown();
  31.     }
  32. }

3. 常见问题调试

网络请求失败排查：

  1. 检查网络权限是否正确配置
  2. 验证URL是否完整（包括协议头）
  3. 使用OkHttp的拦截器记录请求日志：
    ```java
    HttpLoggingInterceptor logging = new HttpLoggingInterceptor();
    logging.setLevel(HttpLoggingInterceptor.Level.BODY);

OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
.addInterceptor(logging)
.build();

  2. ### JSON解析错误处理：
  3. ```java
  4. try {
  5.     User user = gson.fromJson(jsonString, User.class);
  6. } catch (JsonSyntaxException e) {
  7.     Log.e("JSON_PARSE", "Invalid JSON format: " + e.getMessage());
  8.     // 具体字段解析错误处理
  9.     if (e.getMessage().contains("name")) {
  10.         // 处理name字段缺失的情况
  11.     }
  12. }

五、最佳实践与性能优化

1. 连接池管理

  1. // 创建OkHttpClient时配置连接池
  2. OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
  3.         .connectionPool(new ConnectionPool(5, 5, TimeUnit.MINUTES))
  4.         .build();

2. 缓存策略实现

  1. int cacheSize = 10 * 1024 * 1024; // 10MB
  2. Cache cache = new Cache(context.getCacheDir(), cacheSize);
  4. OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
  5.         .cache(cache)
  6.         .addInterceptor(new CacheInterceptor())
  7.         .build();
  9. // 自定义缓存拦截器
  10. public class CacheInterceptor implements Interceptor {
  11.     @Override
  12.     public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
  13.         Request request = chain.request();
  14.         Response response = chain.proceed(request);
  16.         // 自定义缓存控制逻辑
  17.         return response.newBuilder()
  18.                 .removeHeader("Pragma")
  19.                 .header("Cache-Control", "public, max-age=60")
  20.                 .build();
  21.     }
  22. }

3. 异步处理优化

使用RxJava实现响应式编程：

  1. public interface RxApiService {
  2.     @GET("users/{id}")
  3.     Single<User> getUser(@Path("id") int userId);
  4. }
  6. // 使用示例
  7. RxApiService service = RetrofitClient.getClient().create(RxApiService.class);
  8. service.getUser(1)
  9.         .subscribeOn(Schedulers.io())
  10.         .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
  11.         .subscribe(
  12.                 user -> updateUI(user),
  13.                 throwable -> showError(throwable.getMessage())
  14.         );

4. 错误处理机制

定义统一的错误响应模型：

  1. public class ApiError {
  2.     @SerializedName("code")
  3.     private int code;
  5.     @SerializedName("message")
  6.     private String message;
  8.     // Getter方法
  9.     public int getCode() { return code; }
  10.     public String getMessage() { return message; }
  11. }
  13. // 自定义Gson异常解析
  14. public class ApiErrorHandler implements Response<Object> {
  15.     @Override
  16.     public boolean isSuccessful() {
  17.         return false;
  18.     }
  20.     @Override
  21.     public Object body() {
  22.         return null;
  23.     }
  25.     public ApiError getError(Response<Object> response) {
  26.         try {
  27.             String errorBody = response.errorBody().string();
  28.             return new Gson().fromJson(errorBody, ApiError.class);
  29.         } catch (IOException e) {
  30.             return new ApiError(500, "Unknown error");
  31.         }
  32.     }
  33. }

六、安全考虑

1. HTTPS安全配置

证书固定（Certificate Pinning）：

  1. public class CertificatePinnerInterceptor implements Interceptor {
  2.     private static final String CERT_PIN = "sha256/AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA=";
  4.     @Override
  5.     public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
  6.         CertificatePinner pinner = new CertificatePinner.Builder()
  7.                 .add("example.com", CERT_PIN)
  8.                 .build();
  10.         return chain.proceed(
  11.                 chain.request()
  12.                         .newBuilder()
  13.                         .build()
  14.         )
  15.         .newBuilder()
  16.         .certificatePinner(pinner)
  17.         .build();
  18.     }
  19. }
  21. // 使用方式
  22. OkHttpClient client = new OkHttpClient.Builder()
  23.         .addInterceptor(new CertificatePinnerInterceptor())
  24.         .build();

2. 敏感数据保护

请求头安全配置：

  1. public class AuthInterceptor implements Interceptor {
  2.     @Override
  3.     public Response intercept(Chain chain) throws IOException {
  4.         Request original = chain.request();
  6.         Request request = original.newBuilder()
  7.                 .header("Authorization", "Bearer " + getAuthToken())
  8.                 .header("Content-Type", "application/json")
  9.                 .method(original.method(), original.body())
  10.                 .build();
  12.         return chain.proceed(request);
  13.     }
  15.     private String getAuthToken() {
  16.         // 从安全存储中获取token
  17.         return SharedPrefsHelper.getAuthToken();
  18.     }
  19. }

七、完整示例实现

1. 基础GET请求实现

  1. public class UserRepository {
  2.     private ApiService apiService;
  4.     public UserRepository() {
  5.         Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder()
  6.                 .baseUrl("https://api.example.com/")
  7.                 .addConverterFactory(GsonConverterFactory.create())
  8.                 .client(new OkHttpClient.Builder().build())
  9.                 .build();
  11.         apiService = retrofit.create(ApiService.class);
  12.     }
  14.     public void getUser(int userId, final UserCallback callback) {
  15.         apiService.getUser(userId).enqueue(new Callback<User>() {
  16.             @Override
  17.             public void onResponse(Call<User> call, Response<User> response) {
  18.                 if (response.isSuccessful()) {
  19.                     callback.onSuccess(response.body());
  20.                 } else {
  21.                     ApiError error = parseError(response);
  22.                     callback.onFailure(error.getMessage());
  23.                 }
  24.             }
  26.             @Override
  27.             public void onFailure(Call<User> call, Throwable t) {
  28.                 callback.onFailure("Network error: " + t.getMessage());
  29.             }
  30.         });
  31.     }
  33.     private ApiError parseError(Response<?> response) {
  34.         try {
  35.             String errorBody = response.errorBody().string();
  36.             return new Gson().fromJson(errorBody, ApiError.class);
  37.         } catch (IOException e) {
  38.             return new ApiError(response.code(), "Unknown error");
  39.         }
  40.     }
  42.     public interface UserCallback {
  43.         void onSuccess(User user);
  44.         void onFailure(String errorMessage);
  45.     }
  46. }

2. 在Activity中使用

  1. public class UserActivity extends AppCompatActivity {
  2.     private UserRepository userRepository;
  3.     private TextView userNameTextView;
  5.     @Override
  6.     protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  7.         super.onCreate(savedInstanceState);
  8.         setContentView(R.layout.activity_user);
  10.         userNameTextView = findViewById(R.id.user_name);
  11.         userRepository = new UserRepository();
  13.         loadUserData(1); // 加载ID为1的用户数据
  14.     }
  16.     private void loadUserData(int userId) {
  17.         userRepository.getUser(userId, new UserRepository.UserCallback() {
  18.             @Override
  19.             public void onSuccess(User user) {
  20.                 userNameTextView.setText(user.getName());
  21.             }
  23.             @Override
  24.             public void onFailure(String errorMessage) {
  25.                 Toast.makeText(UserActivity.this, 
  26.                         "Error: " + errorMessage, 
  27.                         Toast.LENGTH_SHORT).show();
  28.             }
  29.         });
  30.     }
  31. }

八、总结与扩展

1. 关键点总结

  1. 权限配置：确保INTERNET权限和网络安全配置正确
  2. 网络库选择：OkHttp+Retrofit组合提供最佳开发体验
  3. JSON解析：Gson库处理复杂数据结构高效可靠
  4. 错误处理：实现统一的错误响应模型
  5. 性能优化：连接池、缓存和异步处理提升性能
  6. 安全防护：HTTPS和证书固定保障通信安全

2. 进阶方向

  1. 集成GraphQL客户端实现灵活数据查询
  2. 使用WebSocket实现实时数据通信
  3. 实现分页加载和增量更新机制
  4. 开发网络状态监控和自动重试机制
  5. 集成ProGuard进行代码混淆和API保护

通过系统掌握上述技术要点，开发者可以构建出稳定、高效且安全的Android网络通信模块，为应用提供可靠的数据交互能力。实际开发中应根据项目需求选择合适的技术组合，并持续关注网络库和安全协议的更新版本。

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