Spring Cloud 源码分析之OpenFeign

OpenFeign是一个远程客户端请求代理，它的基本作用是让开发者能够以面向接口的方式来实现远程调用，从而屏蔽底层通信的复杂性，它的具体原理如下图所示。

在今天的内容中，我们需要详细分析OpenFeign它的工作原理及源码，我们继续回到这段代码。

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    IGoodsServiceFeignClient goodsServiceFeignClient;
    @Autowired
    IPromotionServiceFeignClient promotionServiceFeignClient;
    @Autowired
    IOrderServiceFeignClient orderServiceFeignClient;

    /**
     * 下单
     */
    @GetMapping
    public String order(){
        String goodsInfo=goodsServiceFeignClient.getGoodsById();
        String promotionInfo=promotionServiceFeignClient.getPromotionById();
        String result=orderServiceFeignClient.createOrder(goodsInfo,promotionInfo);
        return result;
    }
}

从这段代码中，先引出对于OpenFeign功能实现的思考。

声明@FeignClient注解的接口，如何被解析和注入的？
通过@Autowired依赖注入，到底是注入一个什么样的实例
基于FeignClient声明的接口被解析后，如何存储？
在发起方法调用时，整体的工作流程是什么样的？
OpenFeign是如何集成Ribbon做负载均衡解析？

带着这些疑问，开始去逐项分析OpenFeign的核心源码

OpenFeign注解扫描与解析

思考，一个被声明了@FeignClient注解的接口，使用@Autowired进行依赖注入，而最终这个接口能够正常被注入实例。

从这个结果来看，可以得到两个结论

被@FeignClient声明的接口，在Spring容器启动时，会被解析。
由于被Spring容器加载的是接口，而接口又没有实现类，因此Spring容器解析时，会生成一个动态代理类。

EnableFeignClient

@FeignClient注解是在什么时候被解析的呢？基于我们之前所有积累的知识，无非就以下这几种

ImportSelector，批量导入bean
ImportBeanDefinitionRegistrar，导入bean声明并进行注册
BeanFactoryPostProcessor ，一个bean被装载的前后处理器

在这几个选项中，似乎ImportBeanDefinitionRegistrar更合适，因为第一个是批量导入一个bean的string集合，不适合做动态Bean的声明。而BeanFactoryPostProcessor 是一个Bean初始化之前和之后被调用的处理器。

而在我们的FeignClient声明中，并没有Spring相关的注解，所以自然也不会被Spring容器加载和触发。

那么@FeignClient是在哪里被声明扫描的呢？

在集成FeignClient时，我们在SpringBoot的main方法中，声明了一个注解@EnableFeignClients(basePackages = "com.gupaoedu.ms.api")。这个注解需要填写一个指定的包名。

嗯，看到这里，基本上就能猜测出，这个注解必然和@FeignClient注解的解析有莫大的关系。

下面这段代码是@EnableFeignClients注解的声明，果然看到了一个很熟悉的面孔FeignClientsRegistrar。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(FeignClientsRegistrar.class)
public @interface EnableFeignClients {
}

FeignClientsRegistrar

FeignClientRegistrar，主要功能就是针对声明@FeignClient注解的接口进行扫描和注入到IOC容器。

class FeignClientsRegistrar
      implements ImportBeanDefinitionRegistrar, ResourceLoaderAware, EnvironmentAware {
    
}

果然，这个类实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口

public interface ImportBeanDefinitionRegistrar {
    default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry, BeanNameGenerator importBeanNameGenerator) {
        this.registerBeanDefinitions(importingClassMetadata, registry);
    }

    default void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
    }
}

这个接口有两个重载的方法，用来实现Bean的声明和注册。

简单给大家演示一下ImportBeanDefinitionRegistrar的作用。

在gpmall-portal这个项目的com.gupaoedu目录下，分别创建

HelloService.java

GpImportBeanDefinitionRegistrar.java

EnableGpRegistrar.java

TestMain

定义一个需要被装载到IOC容器中的类HelloService

public class HelloService {
}

定义一个Registrar的实现，定义一个bean，装载到IOC容器

public class GpImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata,
                                        BeanDefinitionRegistry registry) {
        BeanDefinition beanDefinition=new GenericBeanDefinition();
        beanDefinition.setBeanClassName(HelloService.class.getName());
        registry.registerBeanDefinition("helloService",beanDefinition);
    }
}

定义一个注解类

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(GpImportBeanDefinitionRegistrar.class)
public @interface EnableGpRegistrar {
}

写一个测试类

@Configuration
@EnableGpRegistrar
public class TestMain {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext=new AnnotationConfigApplicationContext(TestMain.class);
        System.out.println(applicationContext.getBean(HelloService.class));

    }
}

通过结果演示可以发现，HelloService这个bean 已经装载到了IOC容器。

这就是动态装载的功能实现，它相比于@Configuration配置注入，会多了很多的灵活性。 ok，再回到FeignClient的解析中来。

FeignClientsRegistrar.registerBeanDefinitions

registerDefaultConfiguration 方法内部从 SpringBoot 启动类上检查是否有 @EnableFeignClients, 有该注解的话，则完成Feign框架相关的一些配置内容注册。
registerFeignClients 方法内部从 classpath 中，扫描获得 @FeignClient 修饰的类，将类的内容解析为 BeanDefinition , 最终通过调用 Spring 框架中的 BeanDefinitionReaderUtils.resgisterBeanDefinition 将解析处理过的 FeignClient BeanDeifinition 添加到 spring 容器中

//BeanDefinitionReaderUtils.resgisterBeanDefinition 
@Override
public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,
                                    BeanDefinitionRegistry registry) {
    //注册@EnableFeignClients中定义defaultConfiguration属性下的类，包装成FeignClientSpecification，注册到Spring容器。
    //在@FeignClient中有一个属性：configuration，这个属性是表示各个FeignClient自定义的配置类，后面也会通过调用registerClientConfiguration方法来注册成FeignClientSpecification到容器。
//所以，这里可以完全理解在@EnableFeignClients中配置的是做为兜底的配置，在各个@FeignClient配置的就是自定义的情况。
    registerDefaultConfiguration(metadata, registry);
    registerFeignClients(metadata, registry);
}

这里面需要重点分析的就是registerFeignClients方法，这个方法主要是扫描类路径下所有的@FeignClient注解，然后进行动态Bean的注入。它最终会调用registerFeignClient方法。

public void registerFeignClients(AnnotationMetadata metadata,
			BeanDefinitionRegistry registry) {
    registerFeignClient(registry, annotationMetadata, attributes);
}

FeignClientsRegistrar.registerFeignClients

registerFeignClients方法的定义如下。

//# FeignClientsRegistrar.registerFeignClients
public void registerFeignClients(AnnotationMetadata metadata,
      BeanDefinitionRegistry registry) {
   
   LinkedHashSet<BeanDefinition> candidateComponents = new LinkedHashSet<>();
   //获取@EnableFeignClients注解的元数据
   Map<String, Object> attrs = metadata
         .getAnnotationAttributes(EnableFeignClients.class.getName());
    //获取@EnableFeignClients注解中的clients属性，可以配置@FeignClient声明的类，如果配置了，则需要扫描并加载。
   final Class<?>[] clients = attrs == null ? null
         : (Class<?>[]) attrs.get("clients");
   if (clients == null || clients.length == 0) {
       //默认TypeFilter生效，这种模式会查询出许多不符合你要求的class名
      ClassPathScanningCandidateComponentProvider scanner = getScanner();
      scanner.setResourceLoader(this.resourceLoader);
      scanner.addIncludeFilter(new AnnotationTypeFilter(FeignClient.class)); //添加包含过滤的属性@FeignClient。
      Set<String> basePackages = getBasePackages(metadata); //从@EnableFeignClients注解中获取basePackages配置。
      for (String basePackage : basePackages) {
          //scanner.findCandidateComponents(basePackage) 扫描basePackage下的@FeignClient注解声明的接口
         candidateComponents.addAll(scanner.findCandidateComponents(basePackage)); //添加到candidateComponents，也就是候选容器中。
      }
   }
   else {//如果配置了clients，则需要添加到candidateComponets中。
      for (Class<?> clazz : clients) {
         candidateComponents.add(new AnnotatedGenericBeanDefinition(clazz));
      }
   }
   //遍历候选容器列表。
   for (BeanDefinition candidateComponent : candidateComponents) { 
      if (candidateComponent instanceof AnnotatedBeanDefinition) { //如果属于AnnotatedBeanDefinition实例类型
         // verify annotated class is an interface
          //得到@FeignClient注解的beanDefinition
         AnnotatedBeanDefinition beanDefinition = (AnnotatedBeanDefinition) candidateComponent;
         AnnotationMetadata annotationMetadata = beanDefinition.getMetadata();  //获取这个bean的注解元数据
         Assert.isTrue(annotationMetadata.isInterface(),
               "@FeignClient can only be specified on an interface"); 
         //获取元数据属性
         Map<String, Object> attributes = annotationMetadata
               .getAnnotationAttributes(FeignClient.class.getCanonicalName());
         //获取@FeignClient中配置的服务名称。
         String name = getClientName(attributes);
         registerClientConfiguration(registry, name,
               attributes.get("configuration"));

         registerFeignClient(registry, annotationMetadata, attributes);
      }
   }
}

FeignClient Bean的注册

这个方法就是把FeignClient接口注册到Spring IOC容器，

FeignClient是一个接口，那么这里注入到IOC容器中的对象是什么呢？

private void registerFeignClient(BeanDefinitionRegistry registry,
      AnnotationMetadata annotationMetadata, Map<String, Object> attributes) {
   String className = annotationMetadata.getClassName();  //获取FeignClient接口的类全路径
   Class clazz = ClassUtils.resolveClassName(className, null); //加载这个接口，得到Class实例
    //构建ConfigurableBeanFactory，提供BeanFactory的配置能力
   ConfigurableBeanFactory beanFactory = registry instanceof ConfigurableBeanFactory 
         ? (ConfigurableBeanFactory) registry : null;
    //获取contextId
   String contextId = getContextId(beanFactory, attributes);
   String name = getName(attributes);
    //构建一个FeignClient FactoryBean，这个是工厂Bean。
   FeignClientFactoryBean factoryBean = new FeignClientFactoryBean();
    //设置工厂Bean的相关属性
   factoryBean.setBeanFactory(beanFactory);
   factoryBean.setName(name);
   factoryBean.setContextId(contextId);
   factoryBean.setType(clazz);
    
    //BeanDefinitionBuilder是用来构建BeanDefinition对象的建造器
   BeanDefinitionBuilder definition = BeanDefinitionBuilder
         .genericBeanDefinition(clazz, () -> {
             //把@FeignClient注解配置中的属性设置到FactoryBean中。
            factoryBean.setUrl(getUrl(beanFactory, attributes));
            factoryBean.setPath(getPath(beanFactory, attributes));
            factoryBean.setDecode404(Boolean
                  .parseBoolean(String.valueOf(attributes.get("decode404"))));
            Object fallback = attributes.get("fallback");
            if (fallback != null) {
               factoryBean.setFallback(fallback instanceof Class
                     ? (Class<?>) fallback
                     : ClassUtils.resolveClassName(fallback.toString(), null));
            }
            Object fallbackFactory = attributes.get("fallbackFactory");
            if (fallbackFactory != null) {
               factoryBean.setFallbackFactory(fallbackFactory instanceof Class
                     ? (Class<?>) fallbackFactory
                     : ClassUtils.resolveClassName(fallbackFactory.toString(),
                           null));
            }
            return factoryBean.getObject();  //factoryBean.getObject() ，基于工厂bean创造一个bean实例。
         });
   definition.setAutowireMode(AbstractBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE); //设置注入模式，采用类型注入
   definition.setLazyInit(true); //设置延迟华
   validate(attributes); 
   //从BeanDefinitionBuilder中构建一个BeanDefinition，它用来描述一个bean的实例定义。
   AbstractBeanDefinition beanDefinition = definition.getBeanDefinition();
   beanDefinition.setAttribute(FactoryBean.OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE, className);
   beanDefinition.setAttribute("feignClientsRegistrarFactoryBean", factoryBean);

   // has a default, won't be null
   boolean primary = (Boolean) attributes.get("primary");

   beanDefinition.setPrimary(primary);

   String[] qualifiers = getQualifiers(attributes);
   if (ObjectUtils.isEmpty(qualifiers)) {
      qualifiers = new String[] { contextId + "FeignClient" };
   }
   
   BeanDefinitionHolder holder = new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, className,
         qualifiers);
   BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(holder, registry); //把BeanDefinition的这个bean定义注册到IOC容器。
}

综上代码分析，其实实现逻辑很简单。

创建一个BeanDefinitionBuilder。
创建一个工厂Bean，并把从@FeignClient注解中解析的属性设置到这个FactoryBean中
调用registerBeanDefinition注册到IOC容器中

关于FactoryBean

在上述的逻辑中，我们重点需要关注的是FactoryBean，这个大家可能接触得会比较少一点。

首先，需要注意的是FactoryBean和BeanFactory是不一样的，FactoryBean是一个工厂Bean，可以生成某一个类型Bean实例，它最大的一个作用是：可以让我们自定义Bean的创建过程。

而，BeanFactory是Spring容器中的一个基本类也是很重要的一个类，在BeanFactory中可以创建和管理Spring容器中的Bean。

下面这段代码是FactoryBean接口的定义。

public interface FactoryBean<T> {
    String OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE = "factoryBeanObjectType";

    @Nullable
    T getObject() throws Exception;

    @Nullable
    Class<?> getObjectType();

    default boolean isSingleton() {
        return true;
    }
}

从上面的代码中我们发现在FactoryBean中定义了一个Spring Bean的很重要的三个特性：是否单例、Bean类型、Bean实例，这也应该是我们关于Spring中的一个Bean最直观的感受。

FactoryBean自定义使用

下面我们来模拟一下@FeignClient解析以及工厂Bean的构建过程。

先定义一个接口，这个接口可以类比为我们上面描述的FeignClient.

public interface IHelloService {

    String say();
}

接着，定义一个工厂Bean，这个工厂Bean中主要是针对IHelloService生成动态代理。

public class DefineFactoryBean implements FactoryBean<IHelloService> {

    @Override
    public IHelloService getObject()  {
       IHelloService helloService=(IHelloService) Proxy.newProxyInstance(IHelloService.class.getClassLoader(),
               new Class<?>[]{IHelloService.class}, (proxy, method, args) -> {
           System.out.println("begin execute");
           return "Hello FactoryBean";
       });
        return helloService;
    }

    @Override
    public Class<?> getObjectType() {
        return IHelloService.class;
    }
}

通过实现ImportBeanDefinitionRegistrar这个接口，来动态注入Bean实例

public class GpImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata,
                                        BeanDefinitionRegistry registry) {

        DefineFactoryBean factoryBean=new DefineFactoryBean();
        BeanDefinitionBuilder definition= BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(
                IHelloService.class,()-> factoryBean.getObject());
        BeanDefinition beanDefinition=definition.getBeanDefinition();
        registry.registerBeanDefinition("helloService",beanDefinition);
    }
}

声明一个注解，用来表示动态bean的注入导入。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.TYPE)
@Documented
@Import(GpImportBeanDefinitionRegistrar.class)
public @interface EnableGpRegistrar {
}

编写测试类，测试IHelloService这个接口的动态注入

@Configuration
@EnableGpRegistrar
public class TestMain {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext=new AnnotationConfigApplicationContext(TestMain.class);
        IHelloService is=applicationContext.getBean(IHelloService.class);
        System.out.println(is.say());

    }
}

运行上述的测试方法，可以看到IHelloService这个接口，被动态代理并且注入到了IOC容器。

FeignClientFactoryBean

由上述案例可知，Spring IOC容器在注入FactoryBean时，会调用FactoryBean的getObject()方法获得bean的实例。因此我们可以按照这个思路去分析FeignClientFactoryBean

@Override
public Object getObject() {
   return getTarget();
}

构建对象Bean的实现代码如下，这个代码的实现较长，我们分为几个步骤来看

Feign上下文的构建

先来看上下文的构建逻辑，代码部分如下。

<T> T getTarget() {
   FeignContext context = beanFactory != null
         ? beanFactory.getBean(FeignContext.class)
         : applicationContext.getBean(FeignContext.class);
   Feign.Builder builder = feign(context);
}

两个关键的对象说明：

FeignContext是全局唯一的上下文，它继承了NamedContextFactory，它是用来来统一维护feign中各个feign客户端相互隔离的上下文，FeignContext注册到容器是在FeignAutoConfiguration上完成的，代码如下！

//FeignAutoConfiguration.java

@Autowired(required = false)
private List<FeignClientSpecification> configurations = new ArrayList<>();
@Bean
public FeignContext feignContext() {
FeignContext context = new FeignContext();
context.setConfigurations(this.configurations);
return context;
}

在初始化FeignContext时，会把configurations放入到FeignContext中。configuration表示当前被扫描到的所有@FeignClient。

Feign.Builder用来构建Feign对象，基于builder实现上下文信息的构建，代码如下。

protected Feign.Builder feign(FeignContext context) {
    FeignLoggerFactory loggerFactory = get(context, FeignLoggerFactory.class);
    Logger logger = loggerFactory.create(type);

    // @formatter:off
    Feign.Builder builder = get(context, Feign.Builder.class)
        // required values
        .logger(logger)
        .encoder(get(context, Encoder.class))
        .decoder(get(context, Decoder.class))
        .contract(get(context, Contract.class)); //contract协议，用来实现模版解析（后面再详细分析）
    // @formatter:on

    configureFeign(context, builder);
    applyBuildCustomizers(context, builder);

    return builder;
}

从代码中可以看到，feign方法，主要是针对不同的服务提供者生成Feign的上下文信息，比如logger、encoder、decoder等。因此，从这个分析过程中，我们不难猜测到它的原理结构，如下图所示

父子容器隔离的实现方式如下，当调用get方法时，会从context中去获取指定type的实例对象。

//FeignContext.java
protected <T> T get(FeignContext context, Class<T> type) {
    T instance = context.getInstance(contextId, type);
    if (instance == null) {
        throw new IllegalStateException(
            "No bean found of type " + type + " for " + contextId);
    }
    return instance;
}

接着，调用NamedContextFactory中的getInstance方法。

//NamedContextFactory.java
public <T> T getInstance(String name, Class<T> type) {
    //根据`name`获取容器上下文
    AnnotationConfigApplicationContext context = this.getContext(name);

    try {
        //再从容器上下文中获取指定类型的bean。
        return context.getBean(type);
    } catch (NoSuchBeanDefinitionException var5) {
        return null;
    }
}

getContext方法根据name从contexts容器中获得上下文对象，如果没有，则调用createContext创建。

protected AnnotationConfigApplicationContext getContext(String name) {
    if (!this.contexts.containsKey(name)) {
        synchronized(this.contexts) {
            if (!this.contexts.containsKey(name)) {
                this.contexts.put(name, this.createContext(name));
            }
        }
    }

    return (AnnotationConfigApplicationContext)this.contexts.get(name);
}

生成动态代理

第二个部分，如果@FeignClient注解中，没有配置url，也就是不走绝对请求路径，则执行下面这段逻辑。

由于我们在@FeignClient注解中使用的是name，所以需要执行负载均衡策略的分支逻辑。

<T> T getTarget() {
    //省略.....
     if (!StringUtils.hasText(url)) { //是@FeignClient中的一个属性，可以定义请求的绝对URL

      if (LOG.isInfoEnabled()) {
         LOG.info("For '" + name
               + "' URL not provided. Will try picking an instance via load-balancing.");
      }
      if (!name.startsWith("http")) {
         url = "http://" + name;
      }
      else {
         url = name;
      }
      url += cleanPath();
      //
      return (T) loadBalance(builder, context,
            new HardCodedTarget<>(type, name, url));
   }
    //省略....
}

loadBalance方法的代码实现如下，其中Client是Spring Boot自动装配的时候实现的，如果替换了其他的http协议框架，则client则对应为配置的协议api。

protected <T> T loadBalance(Feign.Builder builder, FeignContext context,
                            HardCodedTarget<T> target) {
    //Feign发送请求以及接受响应的http client，默认是Client.Default的实现，可以修改成OkHttp、HttpClient等。
    Client client = getOptional(context, Client.class);
    if (client != null) {
        builder.client(client); //针对当前Feign客户端，设置网络通信的client
        //targeter表示HystrixTarger实例，因为Feign可以集成Hystrix实现熔断，所以这里会一层包装。
        Targeter targeter = get(context, Targeter.class);
        return targeter.target(this, builder, context, target);
    }

    throw new IllegalStateException(
        "No Feign Client for loadBalancing defined. Did you forget to include spring-cloud-starter-netflix-ribbon or spring-cloud-starter-loadbalancer?");
}

HystrixTarget.target代码如下，我们没有集成Hystrix，因此不会触发Hystrix相关的处理逻辑。

//HystrixTarget.java
@Override
public <T> T target(FeignClientFactoryBean factory, Feign.Builder feign,
                    FeignContext context, Target.HardCodedTarget<T> target) {
    if (!(feign instanceof feign.hystrix.HystrixFeign.Builder)) { //没有配置Hystrix，则走这部分逻辑
        return feign.target(target);
    }
   //省略....

    return feign.target(target);
}

进入到Feign.target方法，代码如下。

//Feign.java
public <T> T target(Target<T> target) {
    return this.build().newInstance(target);  //target.HardCodedTarget
}

public Feign build() {
    //这里会构建一个LoadBalanceClient
    Client client = (Client)Capability.enrich(this.client, this.capabilities);
    Retryer retryer = (Retryer)Capability.enrich(this.retryer, this.capabilities);
    List<RequestInterceptor> requestInterceptors = (List)this.requestInterceptors.stream().map((ri) -> {
        return (RequestInterceptor)Capability.enrich(ri, this.capabilities);
    }).collect(Collectors.toList());
    //OpenFeign Log配置
    Logger logger = (Logger)Capability.enrich(this.logger, this.capabilities);
    //模版解析协议（这个接口非常重要：它决定了哪些注解可以标注在接口/接口方法上是有效的，并且提取出有效的信息，组装成为MethodMetadata元信息。）
    Contract contract = (Contract)Capability.enrich(this.contract, this.capabilities);
    //封装Request请求的 连接超时=默认10s ，读取超时=默认60
    Options options = (Options)Capability.enrich(this.options, this.capabilities);
    //编码器
    Encoder encoder = (Encoder)Capability.enrich(this.encoder, this.capabilities);
    //解码器
    Decoder decoder = (Decoder)Capability.enrich(this.decoder, this.capabilities);
    
    InvocationHandlerFactory invocationHandlerFactory = (InvocationHandlerFactory)Capability.enrich(this.invocationHandlerFactory, this.capabilities);
    QueryMapEncoder queryMapEncoder = (QueryMapEncoder)Capability.enrich(this.queryMapEncoder, this.capabilities);
    //synchronousMethodHandlerFactory， 同步方法调用处理器（很重要，后续要用到）
    Factory synchronousMethodHandlerFactory = new Factory(client, retryer, requestInterceptors, logger, this.logLevel, this.decode404, this.closeAfterDecode, this.propagationPolicy, this.forceDecoding);
    //ParseHandlersByName的作用就是我们传入Target（封装了我们的模拟接口，要访问的域名），返回这个接口下的各个方法，对应的执行HTTP请求需要的一系列信息
    ParseHandlersByName handlersByName = new ParseHandlersByName(contract, options, encoder, decoder, queryMapEncoder, this.errorDecoder, synchronousMethodHandlerFactory);
    
    return new ReflectiveFeign(handlersByName, invocationHandlerFactory, queryMapEncoder);
}

build方法中，返回了一个ReflectiveFeign的实例对象，先来看ReflectiveFeign中的newInstance方法。

public <T> T newInstance(Target<T> target) {    //修饰了@FeignClient注解的接口方法封装成方法处理器，把指定的target进行解析，得到需要处理的方法集合。    Map<String, MethodHandler> nameToHandler = targetToHandlersByName.apply(target);    //定义一个用来保存需要处理的方法的集合    Map<Method, MethodHandler> methodToHandler = new LinkedHashMap<Method, MethodHandler>();    //JDK8以后，接口允许默认方法实现，这里是对默认方法进行封装处理。    List<DefaultMethodHandler> defaultMethodHandlers = new LinkedList<DefaultMethodHandler>();	    //遍历@FeignClient接口的所有方法    for (Method method : target.type().getMethods()) {        //如果是Object中的方法，则直接跳过        if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {            continue;                    } else if (Util.isDefault(method)) {//如果是默认方法，则把该方法绑定一个DefaultMethodHandler。            DefaultMethodHandler handler = new DefaultMethodHandler(method);            defaultMethodHandlers.add(handler);            methodToHandler.put(method, handler);        } else {//否则，添加MethodHandler(SynchronousMethodHandler)。            methodToHandler.put(method, nameToHandler.get(Feign.configKey(target.type(), method)));        }    }    //创建动态代理类。    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;}

上述代码，其实也不难理解。

解析@FeignClient接口声明的方法，根据不同方法绑定不同的处理器。
1. 默认方法，绑定DefaultMethodHandler
2. 远程方法，绑定SynchronousMethodHandler
使用JDK提供的Proxy创建动态代理

MethodHandler，会把方法参数、方法返回值、参数集合、请求类型、请求路径进行解析存储，如下图所示。

FeignClient接口解析

接口解析也是Feign很重要的一个逻辑，它能把接口声明的属性转化为HTTP通信的协议参数。

执行逻辑RerlectiveFeign.newInstance

public <T> T newInstance(Target<T> target) {    Map<String, MethodHandler> nameToHandler = targetToHandlersByName.apply(target); //here}

targetToHandlersByName.apply(target);会解析接口方法上的注解，从而解析出方法粒度的特定的配置信息，然后生产一个SynchronousMethodHandler
然后需要维护一个<method，MethodHandler>的map，放入InvocationHandler的实现FeignInvocationHandler中。

public Map<String, MethodHandler> apply(Target target) {    List<MethodMetadata> metadata = contract.parseAndValidateMetadata(target.type());    Map<String, MethodHandler> result = new LinkedHashMap<String, MethodHandler>();    for (MethodMetadata md : metadata) {        BuildTemplateByResolvingArgs buildTemplate;        if (!md.formParams().isEmpty() && md.template().bodyTemplate() == null) {            buildTemplate =                new BuildFormEncodedTemplateFromArgs(md, encoder, queryMapEncoder, target);        } else if (md.bodyIndex() != null) {            buildTemplate = new BuildEncodedTemplateFromArgs(md, encoder, queryMapEncoder, target);        } else {            buildTemplate = new BuildTemplateByResolvingArgs(md, queryMapEncoder, target);        }        if (md.isIgnored()) {            result.put(md.configKey(), args -> {                throw new IllegalStateException(md.configKey() + " is not a method handled by feign");            });        } else {            result.put(md.configKey(),                       factory.create(target, md, buildTemplate, options, decoder, errorDecoder));        }    }    return result;}

为了更好的理解上述逻辑，我们可以借助下面这个图来理解！

阶段性小结

通过上述过程分析，被声明为@FeignClient注解的类，在被注入时，最终会生成一个动态代理对象FeignInvocationHandler。

当触发方法调用时，会被FeignInvocationHandler#invoke拦截，FeignClientFactoryBean在实例化过程中所做的事情如下图所示。

总结来说就几个点：

解析Feign的上下文配置，针对当前的服务实例构建容器上下文并返回Feign对象
Feign根据上下围配置把 log、encode、decoder、等配置项设置到Feign对象中
对目标服务，使用LoadBalance以及Hystrix进行包装
通过Contract协议，把FeignClient接口的声明，解析成MethodHandler
遍历MethodHandler列表，针对需要远程通信的方法，设置SynchronousMethodHandler处理器，用来实现同步远程调用。
使用JDK中的动态代理机制构建动态代理对象。

远程通信实现

在Spring启动过程中，把一切的准备工作准备就绪后，就开始执行远程调用。

在前面的分析中，我们知道OpenFeign最终返回的是一个#ReflectiveFeign.FeignInvocationHandler的对象。

那么当客户端发起请求时，会进入到FeignInvocationHandler.invoke方法中，这个大家都知道，它是一个动态代理的实现。

//FeignInvocationHandler.java@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    if ("equals".equals(method.getName())) {        try {            Object otherHandler =                args.length > 0 && args[0] != null ? Proxy.getInvocationHandler(args[0]) : null;            return equals(otherHandler);        } catch (IllegalArgumentException e) {            return false;        }    } else if ("hashCode".equals(method.getName())) {        return hashCode();    } else if ("toString".equals(method.getName())) {        return toString();    }    return dispatch.get(method).invoke(args);}

接着，在invoke方法中，会调用this.dispatch.get(method)).invoke(args)。this.dispatch.get(method)会返回一个SynchronousMethodHandler,进行拦截处理。

this.dispatch，其实就是在初始化过程中创建的，private final Map<Method, MethodHandler> dispatch;实例。

SynchronousMethodHandler.invoke

这个方法会根据参数生成完成的RequestTemplate对象，这个对象是Http请求的模版，代码如下，代码的实现如下：

@Override
public Object invoke(Object[] argv) throws Throwable {    //argv，表示调用方法传递的参数。      
  RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);  
  Options options = findOptions(argv); //获取配置项，连接超时时间、远程通信数据获取超时时间  
  Retryer retryer = this.retryer.clone(); //获取重试策略  
  while (true) {    
    try {      
      return executeAndDecode(template, options);    
    } catch (RetryableException e) {
      try {        
        retryer.continueOrPropagate(e);      
      } catch (RetryableException th) {
        Throwable cause = th.getCause();        
        if (propagationPolicy == UNWRAP && cause != null) {
          throw cause;        
        } else {
          throw th;
        }      
      }      
      if (logLevel != Logger.Level.NONE) {
        logger.logRetry(metadata.configKey(), logLevel);      
      }      
      continue;    
    }  
  }
}

上述代码的执行流程中，需要先构造一个Request对象，然后调用client.execute方法执行网络通信请求，整体实现流程如下。

executeAndDecode

经过上述的代码，我们已经将RequestTemplate拼装完成，上面的代码中有一个executeAndDecode()方法，该方法通过RequestTemplate生成Request请求对象，然后利用Http Client获取response，来获取响应信息。

Object executeAndDecode(RequestTemplate template, Options options) throws Throwable {
  Request request = targetRequest(template);  //把template转化为请求报文    
  if (logLevel != Logger.Level.NONE) { //设置日志level      
    logger.logRequest(metadata.configKey(), logLevel, request); 
  }    
  Response response;   
  long start = System.nanoTime();  
  try {     
    //发起请求，此时client是LoadBalanceFeignClient，需要先对服务名称进行解析负载    
    response = client.execute(request, options);      // ensure the request is set. TODO: remove in Feign 12          //获取返回结果   
    response = response.toBuilder().request(request).requestTemplate(template).build(); 
  } catch (IOException e) { 
    if (logLevel != Logger.Level.NONE) {   
      logger.logIOException(metadata.configKey(), logLevel, e, elapsedTime(start));   
    }     
    throw errorExecuting(request, e);  
  }  
  long elapsedTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - start);   
  if (decoder != null) //如果设置了解码器，这需要对响应数据做解码    
    return decoder.decode(response, metadata.returnType());   
  CompletableFuture<Object> resultFuture = new CompletableFuture<>();  
  asyncResponseHandler.handleResponse(resultFuture, metadata.configKey(), response,        metadata.returnType(),        elapsedTime);  
  try {  
    if (!resultFuture.isDone())  
      throw new IllegalStateException("Response handling not done"); 
    return resultFuture.join();   
  } catch (CompletionException e) {     
    Throwable cause = e.getCause();   
    if (cause != null)    
      throw cause;    
    throw e;  
  } 
}

LoadBalanceClient

@Overridepublic
Response execute(Request request, Request.Options options) throws IOException { 
  try {   
    URI asUri = URI.create(request.url()); //获取请求uri，此时的地址还未被解析。 
    String clientName = asUri.getHost(); //获取host，实际上就是服务名称  
    URI uriWithoutHost = cleanUrl(request.url(), clientName);    
    FeignLoadBalancer.RibbonRequest ribbonRequest = new FeignLoadBalancer.RibbonRequest(this.delegate, request, uriWithoutHost);		//加载客户端的配置信息     
    IClientConfig requestConfig = getClientConfig(options, clientName);       //创建负载均衡客户端(FeignLoadBalancer)，执行请求   
    return lbClient(clientName).executeWithLoadBalancer(ribbonRequest, requestConfig).toResponse();   
  } catch (ClientException e) {
    IOException io = findIOException(e); 
    if (io != null) {     
      throw io;    
    }     
    throw new RuntimeException(e); 
  }
}

从上面的代码可以看到，lbClient(clientName) 创建了一个负载均衡的客户端，它实际上就是生成的如下所述的类：

public class FeignLoadBalancer extends		AbstractLoadBalancerAwareClient<FeignLoadBalancer.RibbonRequest, FeignLoadBalancer.RibbonResponse> {

整体总结

OpenFeign的整体通信原理解析，如下图所示。

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posted @ 2022-02-11 12:02 跟着Mic学架构阅读(985) 评论(0) 编辑收藏举报

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