关于后端:Spring-Cloud-OpenFeign-原理

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原因

Spring Cloud 作为微服务框架，工作当中必用。起因也很简略，Spring cloud 依靠 Springboot，背靠 Spring Framework，又有 Eureka 和 Alibaba 两个大厂的反对，大多数的互联网公司会优先选择以此作为后端开发框架。在服务调用方面，OpenFeign 和 Dubbo 都是非常优良的组件，OpenFeign 由 Spring cloud 推出，其应用非常风行。

简述

Spring Cloud OpenFeign 是在 feign 的根底上，与 Spring Cloud 集成，做出了很多的扭转，比方 SpringMvcContract，融入服务发现、负载平衡等等。对罕用技术进行原理剖析，晋升技术积攒的同时，还能理解 OpenFeign 的瓶颈，为后续的调优工作做筹备。

注释

OpenFeign 应用 Http 协定调用服务接口，提供简洁的 RPC 调用，应用大量的注解就能够达到靠近本地办法调用的成果。

应用

  1. 引入 pom 依赖 

         <dependency>
         <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
         <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
     </dependency>

  2. 性能开启 

    @EnableFeignClients({"com.lake.feign.uaa"})
@SpringBootApplication
public class ProductApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ProductApplication.class, args);
 }
}

  3. 定义 feign 接口 

    @FeignClient(value = "uaa", fallback = UaaEchoFallback.class)
public interface UaaEchoFeign {@GetMapping(value = "/api/feign/uaa/echo", consumes = MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)
 ResultFeignBean<String> echo(@RequestParam(value = "echo") String echo);

}
  4. 其余服务须要对提供对应的 Http 接口。
  5. 服务当中引入 UaaEchoFeign 接口，调用本地办法就能够实现 RPC 调用。

OpenFeign 的应用十分的不便，相比于单体利用开发，仅仅是多应用了一些注解。然而背地的技术原理值得剖析一番，如此便捷的技术背地的技术也很值得大家学习。

原理

OpenFeign 的大体工作流程如下：

  1. 开启 OepnFeign，扫描 Feign 接口，注册到 SpringIoc。
  2. Bean 创立时生成代理类。
  3. RPC 调用时，执行封装 Http 申请。
  4. 应用服务发现获取能够拜访的服务实例。
  5. 应用负载平衡筛选服务实例地址。
  6. 发动调用。
  7. 对调用后果进行解析解决。

Feign 性能开启

@EnableFeignClients 注解开启了 Feign 性能的尾声。

  1. 正文阐明此注解会扫描 @FeignClient 注解的类。
  2. 应用 @EnableFeignClients 注解时能够指定须要扫描的 package 或者 class。
  3. 指定自定义的配置类。
  4. 指定 @FeignClient 标注的类，不须要再去执行扫描。
  5. @Import(FeignClientsRegistrar.class)，FeignClientsRegistrar 拿到开启的接力棒。

@EnableFeignClients 注解在 classpath 中，会在 Springboot 启动时，扫描到此注解并解析其中的 @Import 注解导入的类。

FeignClientsRegistrar 实现 ImportBeanDefinitionRegistrar 接口，重写 registerBeanDefinitions()。

  1. 加载 @EnableFeignClients 中指定的配置类
  2. 扫描 @FeignClient 注解类，或者注册 @EnableFeignClients 中指定的 FeignClient 类 
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,
            BeanDefinitionRegistry registry) {
        // 加载 @EnableFeignClients 中指定的配置类
        registerDefaultConfiguration(metadata, registry);
        // 扫描 @FeignClient 注解类 或 注册 @EnableFeignClients 中指定的 FeignClient 类
        registerFeignClients(metadata, registry);
    }
public void registerFeignClients(AnnotationMetadata metadata,
            BeanDefinitionRegistry registry) {LinkedHashSet<BeanDefinition> candidateComponents = new LinkedHashSet<>();
        Map<String, Object> attrs = metadata
                .getAnnotationAttributes(EnableFeignClients.class.getName());
        AnnotationTypeFilter annotationTypeFilter = new AnnotationTypeFilter(FeignClient.class);

        // 获取 @EnableFeignClients 中指定的 FeignClient 类
        final Class<?>[] clients = attrs == null ? null
                : (Class<?>[]) attrs.get("clients");
        if (clients == null || clients.length == 0) {
            // 扫描 @FeignClient 注解类
            ClassPathScanningCandidateComponentProvider scanner = getScanner();
            scanner.setResourceLoader(this.resourceLoader);
            scanner.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(FeignClient.class));
            Set<String> basePackages = getBasePackages(metadata);
            for (String basePackage : basePackages) {candidateComponents.addAll(scanner.findCandidateComponents(basePackage));
            }
        }
        else {for (Class<?> clazz : clients) {candidateComponents.add(new AnnotatedGenericBeanDefinition(clazz));
            }
        }

        for (BeanDefinition candidateComponent : candidateComponents) {if (candidateComponent instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
                // verify annotated class is an interface
                AnnotatedBeanDefinition beanDefinition = (AnnotatedBeanDefinition) candidateComponent;
                AnnotationMetadata annotationMetadata = beanDefinition.getMetadata();
                Assert.isTrue(annotationMetadata.isInterface(),
                        "@FeignClient can only be specified on an interface");

                Map<String, Object> attributes = annotationMetadata
                        .getAnnotationAttributes(FeignClient.class.getCanonicalName());

                String name = getClientName(attributes);
                // 注册 FeignClient 注解中指定的配置类
                registerClientConfiguration(registry, name,
                        attributes.get("configuration"));
                // 注册 FeignClient 类，beanDefinition 中指定应用 FeignClientFactoryBean 类
                registerFeignClient(registry, annotationMetadata, attributes);
            }
        }
    }

Feign 性能的开启仅通过一个 FeignClientsRegistrar，扫描 FeignClient 类，解析 FeignClient 注解中指定的属性，封装到 BeanDefinition，作为一个 FeignClientFactoryBean，注册到 IOC 当中。
将接力棒传到 FeignClientFactoryBean 中，Bean 创立时执行 FactoryBean 的 getObject 获取 Feign 接口代理类。

生成 Feign 代理

FeignClientFactoryBean.getObject() 会生成 Feign 接口代理类。

spring cloud openFeign starter 中的 spring.factories 中，EnableAutoConfiguration 接口的实现类 FeignAutoConfiguration，会注册一个 FeignContext Bean，FeignContext 继承 NamedContextFactory，NamedContextFactory 实现 ApplicationContextAware，利用执行 Aware 回调时会设置 NamedContextFactory 的 parent，创立 FeignContext 是就会将以后利用设置为父 context。

@FeignClient 注解中的 value 值是服务名，利用会为每个服务创立一个 FeignContext，Feign 配置时反对服务级别的配置，比方为用户服务设置一个超时工夫之类的。
Feign 代理类创立时，从 FeignContext 中获取 Feign.Builder Encoder Decoder Contract Client Targetar… 单例 Bean，而后依据全局配置或者服务级别的 Feign 配置对 Feign.Builder 进行定制。

client 和 targetar 有多个实现，LoadBalancerFeignClient 具备负载平衡性能，DefaultTargeter feign 的默认实现。Hystrix 和 seata 引入的同时也会引入新的实现。

Feign.Builder.build() 实现对 Feign 对象 ReflectiveFeign 的创立。

 public Feign build() {
      // ... 省略代码
      SynchronousMethodHandler.Factory synchronousMethodHandlerFactory =
          new SynchronousMethodHandler.Factory(client, retryer, requestInterceptors, logger,
              logLevel, decode404, closeAfterDecode, propagationPolicy, forceDecoding);
      ParseHandlersByName handlersByName =
          new ParseHandlersByName(contract, options, encoder, decoder, queryMapEncoder,
              errorDecoder, synchronousMethodHandlerFactory);
      return new ReflectiveFeign(handlersByName, invocationHandlerFactory, queryMapEncoder);
 }

ReflectiveFeign.newInstance() 创立 Feign 接口的代理类。

  public <T> T newInstance(Target<T> target) {Map<String, MethodHandler> nameToHandler = targetToHandlersByName.apply(target);
    Map<Method, MethodHandler> methodToHandler = new LinkedHashMap<Method, MethodHandler>();
    List<DefaultMethodHandler> defaultMethodHandlers = new LinkedList<DefaultMethodHandler>();

    // feign 接口类中的办法转换为 DefaultMethodHandler 或者 SynchronousMethodHandler
    for (Method method : target.type().getMethods()) {if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {continue;} else if (Util.isDefault(method)) {DefaultMethodHandler handler = new DefaultMethodHandler(method);
        defaultMethodHandlers.add(handler);
        methodToHandler.put(method, handler);
      } else {methodToHandler.put(method, nameToHandler.get(Feign.configKey(target.type(), method)));
      }
    }
    // 创立代理对象 ReflectiveFeign.FeignInvocationHandler 
    InvocationHandler handler = factory.create(target, methodToHandler);
    T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(target.type().getClassLoader(),
        new Class<?>[] {target.type()}, handler);

    for (DefaultMethodHandler defaultMethodHandler : defaultMethodHandlers) {defaultMethodHandler.bindTo(proxy);
    }
    return proxy;
  }

Feign 代理对象 ReflectiveFeign.FeignInvocationHandler 生成到此已实现，其中应用到 父子 Context、builder 结构、jdk 反射、FactoryBean 技术。过程还是比拟精彩的。

RPC 调用过程

ReflectiveFeign.FeignInvocationHandler 中的 invoke() 就是 RPC 的工作过程。

@Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
      // ... 省略代码
      // 办法名和 DefaultMethodHandler 的映射。return dispatch.get(method).invoke(args);
    }

将接力棒交给 SynchronousMethodHandler.invoke()，feign 接口办法到 Http 申请的转化。

  public Object invoke(Object[] argv) throws Throwable {
    // template 构建
    RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);
    Options options = findOptions(argv);
    Retryer retryer = this.retryer.clone();
    while (true) {
      try {return executeAndDecode(template, options);
      } catch (RetryableException e) {continue;}
    }
  }
Object executeAndDecode(RequestTemplate template, Options options) throws Throwable {
    // 筹备申请
    Request request = targetRequest(template);
    Response response;
    long start = System.nanoTime();
    try {
      // 执行申请 埋个彩蛋
      response = client.execute(request, options);
      // ensure the request is set. TODO: remove in Feign 12
      // 申请响应
      response = response.toBuilder()
          .request(request)
          .requestTemplate(template)
          .build();} catch (IOException e) { }
    long elapsedTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - start);

    if (decoder != null)
      // Decoder 可自定义
      return decoder.decode(response, metadata.returnType());

    CompletableFuture<Object> resultFuture = new CompletableFuture<>();
    asyncResponseHandler.handleResponse(resultFuture, metadata.configKey(), response,
        metadata.returnType(),
        elapsedTime);

    try {return resultFuture.join();
    } catch (CompletionException e) {}}

Rpc 调用过程逻辑还是比较简单的。

OpenFeign 是一个提供开发效率的框架，也对 SpringCloud 提供的性能进行交融，也是对微服务框架剖析的第一站，后续会基于此文进行扩大，比方 Hystrix ribbon sluth…

正文完
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发表至： 后端
2023-03-16
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