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OpenFeign基本介绍和原理了解-创新互联

了解 OpenFeign

OpenFeign 组件的前身是 Netflix Feign 项目。后来 Feign 项目被贡献给了开源组织,才有了今天使用的 Spring Cloud OpenFeign 组件。
OpenFeign 提供了一种声明式的远程调用接口,它可以大幅简化远程调用的编程体验。用一个代码片段看一下,由 OpenFeign 发起的远程服务调用的代码风格是什么样的。

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String response = helloWorldService.hello("Spring Cloud");

可以发现,使用 OpenFeign 组件来实现远程调用非常简单,就像使用本地方法一样,只要一行代码就能实现 WebClient 组件好几行代码干的事情。而且这段代码不包含任何业务无关的信息,完美实现了调用逻辑和业务逻辑之间的职责分离。

OpenFeign 组件背后的工作流程

OpenFeign 使用了一种动态代理技术来封装远程服务调用的过程,在上面的例子中看到的 helloWorldService 其实是一个特殊的接口,它是由 OpenFeign 组件中的 FeignClient 注解所声明的接口。

import org.springframework.cloud.openfeign.FeignClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

@FeignClient(value = "hello-world-service")
public interface HelloWorldService {  @PostMapping("/sayHello")   
  String hello(String guestName);
}

远程服务调用的信息被写在了 FeignClient 接口中。在上面的代码里,可以看到,服务的名称、接口类型、访问路径已经通过注解做了声明。OpenFeign 通过解析这些注解标签生成一个动态代理类,这个代理类会将接口调用转化为一个远程服务调用的 Request,并发送给目标服务。

OpenFeign 的动态代理

在项目初始化阶段,OpenFeign 会生成一个代理类,对所有通过FeignClient 接口发起的远程调用进行动态代理。如图:
在这里插入图片描述
上图中的步骤中,在项目启动阶段加载完成的是 1 ~ 3步 ,只有第 4 步(调用远程服务)是发生在项目的运行阶段。
关键步骤描述:

  1. 在项目启动阶段,OpenFeign 框架会发起一个主动的扫包流程,从指定的目录下扫描并加载所有被 @FeignClient 注解修饰的接口。
  2. OpenFeign 会针对每一个 FeignClient 接口生成一个动态代理对象,即图中的 FeignProxyService,这个代理对象在继承关系上属于 FeignClient 注解所修饰的接口的实例。
  3. 这个动态代理对象会被添加到 Spring 上下文中,并注入到对应的服务里,也就是图中的 LocalService 服务。
  4. LocalService 会发起底层方法调用。实际上这个方法调用会被 OpenFeign 生成的代理对象接管,由代理对象发起一个远程服务调用,并将调用的结果返回给 LocalService。
OpenFeign 是如何通过动态代理技术创建代理对象的?

OpenFeign 组件加载过程的重要阶段,如图:
在这里插入图片描述
OpenFeign 动态代理类的创建过程:

  1. 项目加载:在项目的启动阶段,EnableFeignClients 注解扮演了启动开关的角色,它使用 Spring 框架的 Import 注解导入了 FeignClientsRegistrar 类,开始了 OpenFeign 组件的加载过程。
@SpringBootApplication
@EnableFeignClients
public class HelloWorldApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(HelloWorldApplication .class, args);
    }

}
  1. 扫包:FeignClientsRegistrar 负责 FeignClient 接口的加载,它会在指定的包路径下扫描所有的 FeignClients 类,并构造 FeignClientFactoryBean 对象来解析 FeignClient 接口。
  2. 解析 FeignClient 注解:FeignClientFactoryBean 有两个重要的功能,一个是解析 FeignClient 接口中的请求路径和降级函数的配置信息;另一个是触发动态代理的构造过程。
  3. 构建动态代理对象:ReflectiveFeign 包含了 OpenFeign 动态代理的核心逻辑,它主要负责创建出 FeignClient 接口的动态代理对象。ReflectiveFeign 在这个过程中有两个重要任务:一个是解析 FeignClient 接口上各个方法级别的注解。将其中的远程接口 URL、接口类型(GET、POST 等)、各个请求参数等封装成元数据,并为每一个方法生成一个对应的 MethodHandler 类作为方法级别的代理;另一个重要任务是将这些 MethodHandler 方法代理做进一步封装,通过 Java 标准的动态代理协议,构建一个实现了 InvocationHandler 接口的动态代理对象,并将这个动态代理对象绑定到 FeignClient 接口上。这样一来,所有发生在 FeignClient 接口上的调用,最终都会由它背后的动态代理对象来承接。
    MethodHandler 的构建过程涉及到了复杂的元数据解析,OpenFeign 组件将 FeignClient 接口上的各种注解封装成元数据,并利用这些元数据把一个方法调用“翻译”成一个远程调用的 Request 请求。
    元数据的解析是依赖于 OpenFeign 组件中的 Contract 协议解析功能。Contract 是 OpenFeign 组件中定义的顶层抽象接口,它有一系列的具体实现,其中 SpringMvcContract 这个类名字中就能看出来,它是专门用来解析 Spring MVC 标签的。
    SpringMvcContract 的继承结构是 :SpringMvcContract->BaseContract->Contract。
    这里拿一段 SpringMvcContract 的代码块,理解它是如何将注解解析为元数据的。这段代码的主要功能是解析 FeignClient 方法级别上定义的 Spring MVC 注解。
// 解析FeignClient接口方法级别上的RequestMapping注解
protected void processAnnotationOnMethod(MethodMetadata data, Annotation methodAnnotation, Method method) {   // 如果方法上没有使用RequestMapping注解,则不进行解析
   // 其实GetMapping、PostMapping等注解都属于RequestMapping注解
   if (!RequestMapping.class.isInstance(methodAnnotation)
         && !methodAnnotation.annotationType().isAnnotationPresent(RequestMapping.class)) {  return;
   }

   // 获取RequestMapping注解实例
   RequestMapping methodMapping = findMergedAnnotation(method, RequestMapping.class);
   // 解析Http Method定义,即注解中的GET、POST、PUT、DELETE方法类型
   RequestMethod[] methods = methodMapping.method();
   // 如果没有定义methods属性则默认当前方法是个GET方法
   if (methods.length == 0) {  methods = new RequestMethod[] {RequestMethod.GET };
   }
   checkOne(method, methods, "method");
   data.template().method(Request.HttpMethod.valueOf(methods[0].name()));

   // 解析Path属性,即方法上写明的请求路径
   checkAtMostOne(method, methodMapping.value(), "value");
   if (methodMapping.value().length >0) {  String pathValue = emptyToNull(methodMapping.value()[0]);
      if (pathValue != null) { pathValue = resolve(pathValue);
         // 如果path没有以斜杠开头,则补上/
         if (!pathValue.startsWith("/") && !data.template().path().endsWith("/")) {pathValue = "/" + pathValue;
         }
         data.template().uri(pathValue, true);
         if (data.template().decodeSlash() != decodeSlash) {data.template().decodeSlash(decodeSlash);
         }
      }
   }

   // 解析RequestMapping中定义的produces属性
   parseProduces(data, method, methodMapping);

   // 解析RequestMapping中定义的consumer属性
   parseConsumes(data, method, methodMapping);

   // 解析RequestMapping中定义的headers属性
   parseHeaders(data, method, methodMapping);
   data.indexToExpander(new LinkedHashMap<>());
}

通过上面的方法可以看到,OpenFeign 对 RequestMappings 注解的各个属性都做了解析。
如果项目中使用的是 GetMapping、PostMapping 之类的注解,没有使用 RequestMapping,那么 OpenFeign 也可以解析。以 GetMapping 为例,它对 RequestMapping 注解做了一层封装。如下代码片段,这个注解头上也挂了一个 RequestMapping 注解。因此 OpenFeign 可以正确识别 GetMapping 并完成加载。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@RequestMapping(method = RequestMethod.GET)
public @interface GetMapping {// ...省略部分代码
}
OpenFeign调用过程

OpenFeign 其实底层调用的是 Feign 的方法,生成了代理类,使用的是 JDK 的动态代理,然后 bean 注入。
调用过程,就是代理类作为客户端向被调用方发送请求,接收相应的过程。其中,feign 自行封装了 JDK java.net 相关的网络请求方法,请求过程中还有 Loadbalancer 进行负载均衡;收到响应后,还会对响应类进行解析,取出正确的响应信息。

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