【Feign终极解析】
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概述
Feign是SpringCloud对底层通信组件封装后，暴露的一种声明式的客户端。本篇从源码角度带你过一遍装配流程，揭开feign的底层面纱。
主要包括feign整合ribbon，hystrix，sleuth，以及生成的代理类最终注入到spring容器的过程。篇幅略长，耐心读完，相信你会有所收获。
Feign架构图
一些核心类及大致流程：
大体步骤：
一、注册FeignClient配置类和FeignClient BeanDefinition
二、实例化Feign上下文对象FeignContext
三、创建 Feign.builder 对象
四、生成负载均衡代理类
五、生成默认代理类
六、注入到spring容器
源码分析
主要围绕上面六个步骤详细分析。
一、注册FeignClient配置类和FeignClient BeanDefinition
从启动类注解开始，来看下@EnableFeignClients注解：
public class MyApplication {
}
这是在启动类开启feign装配的注解，跟进该注解，看看做了什么：
@Import(FeignClientsRegistrar.class)
public class FeignClientsRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar,
ResourceLoaderAware, BeanClassLoaderAware {
// patterned after Spring Integration IntegrationComponentScanRegistrar
// and RibbonClientsConfigurationRegistgrar
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(FeignClientsRegistrar.class);
private ResourceLoader resourceLoader;
private ClassLoader classLoader;
public FeignClientsRegistrar() {
}
public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
this.resourceLoader = resourceLoader;
}
public void setBeanClassLoader(ClassLoader classLoader) {
this.classLoader = classLoader;
}
public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata,
BeanDefinitionRegistry registry) {
//1、先注册默认配置
registerDefaultConfiguration(metadata, registry);
//2、注册所有的feignClient beanDefinition
registerFeignClients(metadata, registry);
}
//...
}
我们分别来看一下上面registerBeanDefinitions中的两个方法：
1） 注册默认配置方法：registerDefaultConfiguration:
private void registerDefaultConfiguration(AnnotationMetadata metadata,
BeanDefinitionRegistry registry) {
Map<String, Object> defaultAttrs = metadata
.getAnnotationAttributes(EnableFeignClients.class.getName(), true);
if (defaultAttrs != null && defaultAttrs.containsKey("defaultConfiguration")) {
String name;
if (metadata.hasEnclosingClass()) {
name = "default." + metadata.getEnclosingClassName();
}
else {
name = "default." + metadata.getClassName();
}
// name 默认以 default 开头，后续会根据名称选择配置
registerClientConfiguration(registry, name,
defaultAttrs.get("defaultConfiguration"));
}
}
上述方法为读取启动类上面@EnableFeignClients注解中声明feign相关配置类，默认name为default，一般情况下无需配置。用默认的FeignAutoConfiguration即可。
上面有个比较重要的方法：注册配置registerClientConfiguration，启动流程一共有两处读取feign的配置类，这是第一处。根据该方法看一下：
private void registerClientConfiguration(BeanDefinitionRegistry registry, Object name,
Object configuration) {
BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder
.genericBeanDefinition(FeignClientSpecification.class);
builder.addConstructorArgValue(name);
builder.addConstructorArgValue(configuration);
registry.registerBeanDefinition(
name + "." + FeignClientSpecification.class.getSimpleName(),
builder.getBeanDefinition());
}
上面将bean配置类包装成FeignClientSpecification，注入到容器。该对象非常重要，包含FeignClient需要的重试策略，超时策略，日志等配置，如果某个服务没有设置，则读取默认的配置。
2、扫描FeignClient
该方法主要是扫描类路径，对所有的FeignClient生成对应的BeanDefinition:
public void registerFeignClients(AnnotationMetadata metadata,
BeanDefinitionRegistry registry) {
//...
//获取扫描目录下面所有的bean deanDefinition
for (String basePackage : basePackages) {
Set<BeanDefinition> candidateComponents = scanner
.findCandidateComponents(basePackage);
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);
//这里是第二处
registerClientConfiguration(registry, name,
attributes.get("configuration"));
//注册feignClient
registerFeignClient(registry, annotationMetadata, attributes);
}
}
}
}
可以看到上面又调用了registerClientConfiguration注册配置的方法，这里是第二处调用。这里主要是将扫描的目录下，每个项目的配置类加载的容器当中。
注册到容器中，什么时候会用到呢？具体又如何使用呢？别着急，后面会有介绍。
我们先会回到继续主流程，继续看注册feignClient的方法，跟进registerFeignClient：
private void registerFeignClient(BeanDefinitionRegistry registry,
AnnotationMetadata annotationMetadata, Map<String, Object> attributes) {
String className = annotationMetadata.getClassName();
//声明代理类名称
BeanDefinitionBuilder definition = BeanDefinitionBuilder
.genericBeanDefinition(FeignClientFactoryBean.class);
//logger.info("TEX do some replacement");
//attributes.put("value", ((String)attributes.get("value")).replace('_','-'));
validate(attributes);
definition.addPropertyValue("url", getUrl(attributes));
definition.addPropertyValue("path", getPath(attributes));
String name = getName(attributes);
definition.addPropertyValue("name", name);
definition.addPropertyValue("type", className);
definition.addPropertyValue("decode404", attributes.get("decode404"));
definition.addPropertyValue("fallback", attributes.get("fallback"));
definition.setAutowireMode(AbstractBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE);
String alias = name + "FeignClient";
AbstractBeanDefinition beanDefinition = definition.getBeanDefinition();
beanDefinition.setPrimary(true);
BeanDefinitionHolder holder = new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, className,
new String[] { alias });
//将bean definition加入到spring容器
BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(holder, registry);
}
划重点，上面出现了一行相当关键代码:
BeanDefinitionBuilder definition = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(FeignClientFactoryBean.class);
springCloud FeignClient其实是利用了spring的代理工厂来生成代理类，所以这里将所有的feignClient的描述信息BeanDefinition设定为FeignClientFactoryBean类型，该类又继承FactoryBean,很明显，这是一个代理类。
在spring中，FactoryBean是一个工厂bean，用作创建代理bean，所以得出结论，feign将所有的feignClient bean包装成FeignClientFactoryBean。扫描方法到此结束。
代理类什么时候会触发生成呢？ 在spring刷新容器时，当实例化我们的业务service时，如果发现注册了FeignClient，spring就会去实例化该FeignClient，同时会进行判断是否是代理bean，如果为代理bean，则调用FeignClientFactoryBean的T getObject() throws Exception;方法生成代理bean。
先来隆重介绍一下FeignClientFactoryBean，后面四步都基于此类。
先看一下代理feignClient代理生成入口：getObject方法：
public Object getObject() throws Exception {
// 二、实例化Feign上下文对象FeignContext
FeignContext context = applicationContext.getBean(FeignContext.class);
// 三、生成builder对象，用来生成feign
Feign.Builder builder = feign(context);
// 判断生成的代理对象类型，如果url为空，则走负载均衡，生成有负载均衡功能的代理类
if (!StringUtils.hasText(this.url)) {
String url;
if (!this.name.startsWith("http")) {
url = "http://" + this.name;
}
else {
url = this.name;
}
url += cleanPath();
// 四、生成负载均衡代理类
return loadBalance(builder, context, new HardCodedTarget<>(this.type,
this.name, url));
}
//如果指定了url，则生成默认的代理类
if (StringUtils.hasText(this.url) && !this.url.startsWith("http")) {
this.url = "http://" + this.url;
}
String url = this.url + cleanPath();
// 五、生成默认代理类
return targeter.target(this, builder, context, new HardCodedTarget<>(
this.type, this.name, url));
}
getObject()逻辑比较多，每一行都会做一些初始化配置，来逐步分析。
二、实例化Feign上下文对象FeignContext
上述方法中第一行便是实例化FeignContext：
FeignContext context = applicationContext.getBean(FeignContext.class);
获取FeignContext对象，如果没有实例化，则主动实例化，如下：
public class FeignAutoConfiguration {
private List<FeignClientSpecification> configurations = new ArrayList<>();
public HasFeatures feignFeature() {
return HasFeatures.namedFeature("Feign", Feign.class);
}
public FeignContext feignContext() {
FeignContext context = new FeignContext();
//将feign的配置类设置到feign的容器当中
context.setConfigurations(this.configurations);
return context;
}
}
可以看到feign的配置类设置到feign的容器当中，而集合中的元素 正是上面我们提到的两处调用registerClientConfiguration方法添加进去的，前后呼应。
然而，当我们引入了sleuth之后，获取的feignContext确是TraceFeignClientAutoConfiguration中配置的实例sleuthFeignContext:
可以看到上面创建了一个TraceFeignContext实例，因为该对象继承FeignContext，同时又加了@Primary注解，所以在上面第2步中通过类型获取:applicationContext.getBean(FeignContext.class);，最终拿到的是TraceFeignContext。
三、构造FeignBuilder
继续跟进该方法：
Feign.Builder builder = feign(context);
protected Feign.Builder feign(FeignContext context) {
Logger logger = getOptional(context, Logger.class);
if (logger == null) {
logger = new Slf4jLogger(this.type);
}
// 1、构造 Feign.Builder
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));
// 2、设置重试策略，log等组件
//设置log级别
Logger.Level level = getOptional(context, Logger.Level.class);
if (level != null) {
builder.logLevel(level);
}
//设置重试策略
Retryer retryer = getOptional(context, Retryer.class);
if (retryer != null) {
builder.retryer(retryer);
}
//feign的错误code解析接口
ErrorDecoder errorDecoder = getOptional(context, ErrorDecoder.class);
if (errorDecoder != null) {
builder.errorDecoder(errorDecoder);
}
//超时时间设置，连接超时时间：connectTimeout默认10s，请求请求超时时间：readTimeout默认60s
Request.Options options = getOptional(context, Request.Options.class);
if (options != null) {
builder.options(options);
}
//拦截器设置，可以看出拦截器也是可以针对单独的feignClient设置
Map<String, RequestInterceptor> requestInterceptors = context.getInstances(
this.name, RequestInterceptor.class);
if (requestInterceptors != null) {
builder.requestInterceptors(requestInterceptors.values());
}
if (decode404) {
builder.decode404();
}
return builder;
}
上述代码有两处逻辑，分别来看：
1、Feign.Builder builder = get(context, Feign.Builder.class) ，又会有以下三种情况：
1）单独使用Feign，没有引入 sleuth、hystrix：
public Feign.Builder feignBuilder(Retryer retryer) {
return Feign.builder().retryer(retryer);
}
2）引入了hystrix,没有引入sleuth:
通过加载FeignClientsConfiguration的配置创建HystrixFeign的静态内部类：HystrixFeign.Builder
protected static class HystrixFeignConfiguration {
public Feign.Builder feignHystrixBuilder() {
return HystrixFeign.builder();
}
}
3）同时引入hystrix 和 sleuth:
加载TraceFeignClientAutoConfiguration的配置创建：HystrixFeign.Builder：
注意：
TraceFeignClientAutoConfiguration的配置类加载一定是在FeignClientsConfiguration之前（先加载先生效），而FeignClientsConfiguration加载是通过FeignAutoConfiguration完成的，所以上图中引入了条件注解：@AutoConfigureBefore({FeignAutoConfiguration.class})创建创建的
builder对象和第二种情况一下，只是做了一层包装：
final class SleuthFeignBuilder {
private SleuthFeignBuilder() {}
static Feign.Builder builder(Tracer tracer, HttpTraceKeysInjector keysInjector) {
return HystrixFeign.builder()
//各组件`client，retryer，decoder`进行增强，装饰器模式。
.client(new TraceFeignClient(tracer, keysInjector))
.retryer(new TraceFeignRetryer(tracer))
.decoder(new TraceFeignDecoder(tracer))
.errorDecoder(new TraceFeignErrorDecoder(tracer));
}
}
2、设置重试策略，log等组件
Feign.builder在获取之后又分别指定了重试策略，日志级别，错误代码code等，在上一步中调用SleuthFeignBuilder.build()时已经设置过默认值了，这里为什么要重复设置呢？
我们跟进去get()方法，一探究竟：
protected <T> T get(FeignContext context, Class<T> type) {
//根据name，也就是服务名称来生成builder
T instance = context.getInstance(this.name, type);
if (instance == null) {
throw new IllegalStateException("No bean found of type " + type + " for "
+ this.name);
}
return instance;
}
public <T> T getInstance(String name, Class<T> type) {
//这里获取AnnotationConfigApplicationContext容器
AnnotationConfigApplicationContext context = getContext(name);
if (BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(context,
type).length > 0) {
return context.getBean(type);
}
return null;
}
private Map<String, AnnotationConfigApplicationContext> contexts = new ConcurrentHashMap<>();
protected AnnotationConfigApplicationContext getContext(String name) {
if (!this.contexts.containsKey(name)) {
synchronized (this.contexts) {
if (!this.contexts.containsKey(name)) {
//这里创建容器createContext(name)
this.contexts.put(name, createContext(name));
}
}
}
return this.contexts.get(name);
}
重点来了，上述代码将FeignContext做了缓存，每个服务对应一个FeignContext，服务名作为key。
继续跟进createContext(name)方法：
protected AnnotationConfigApplicationContext createContext(String name) {
//注意：这里的容器并不是spring的容器，而是每次都重新创建一个
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
//加载每个服务对应的配置类
if (this.configurations.containsKey(name)) {
for (Class<?> configuration : this.configurations.get(name)
.getConfiguration()) {
context.register(configuration);
}
}
//加载启动类@EnableFeignClients注解指定的配置类
for (Map.Entry<String, C> entry : this.configurations.entrySet()) {
if (entry.getKey().startsWith("default.")) {
for (Class<?> configuration : entry.getValue().getConfiguration()) {
context.register(configuration);
}
}
}
//注册默认的配置类：FeignClientsConfiguration
context.register(PropertyPlaceholderAutoConfiguration.class,
this.defaultConfigType);
context.getEnvironment().getPropertySources().addFirst(new MapPropertySource(
this.propertySourceName,
Collections.<String, Object> singletonMap(this.propertyName, name)));
if (this.parent != null) {
// Uses Environment from parent as well as beans
context.setParent(this.parent);
}
//刷新容器
context.refresh();
return context;
}
可以看到上述AnnotationConfigApplicationContext容器并非spring容器，只是利用了spring刷新容器的方法来实例化配置类，以服务名作为key，配置隔离。
重点来了，上面加载配置的顺序为：先加载每个服务的配置类，然后加载启动类注解上的配置类，最后加载默认的配置类。这样做有什么好处？ spring刷新容器的方法也是对所有的bean进行了缓存，如果已经创建，则不再实例化。所以优先选取每个FeignClient的配置类，最后默认的配置类兜底。
所以这也证明了sleuth的配置一定在feign的配置类之前加载。
至此，FeignBuilder构造流程结束。
四、生成负载均衡代理类
再贴一下生成代理类的入口：
//判断url是否为空
if (!StringUtils.hasText(this.url)) {
//......
return loadBalance(builder, context, new HardCodedTarget<>(this.type,
this.name, url));
}
//......
return targeter.target(this, builder, context, new HardCodedTarget<>(
this.type, this.name, url));
这里有个重要判断：判断FeignClient声明的url是否为空，来判断具体要生成的代理类。如下：
这么做有什么意义？
1）如果为空，则默认走Ribbon代理，也就是这个入口，会有加载ribbon的处理。@FeignClient("MyFeignClient")
2）如果不为空，指定url，则走默认生成代理类的方式，也就是所谓的硬编码。@FeignClient(value = "MyFeignClient",url = "http://localhost:8081")
这样处理方便开发人员进行测试，无需关注注册中心，直接http调用，是个不错的开发小技巧。
生产环境也可以用上述第二种方式，指定域名的方式。
我们跟进loadBalance方法：
protected <T> T loadBalance(Feign.Builder builder, FeignContext context,
HardCodedTarget<T> target) {
//获得FeignClient
Client client = getOptional(context, Client.class);
if (client != null) {
builder.client(client);
return targeter.target(this, builder, context, target);
}
throw new IllegalStateException(
"No Feign Client for loadBalancing defined. Did you forget to include spring-cloud-starter-ribbon?");
}
Client client = getOptional(context, Client.class);这里会从FeignContext上下文中获取Client对象，该对象有三种实例，具体是哪个实现呢？
这里又会有三种情况：
1）没有整合ribbon、sleuth：
获取默认的Client：Default实例。
2）整合了ribbon,没有整合sleuth:
获取LoadBalanceFeignClient实例。
3）整合了ribbon 和 sleuth:
会获取TraceFeignClient实例，该实例是对LoadBalanceFeignClient的一种包装，实现方式通过BeanPostProcessor实现：FeignBeanPostProcessor中定义了包装逻辑：
public Object postProcessBeforeInitialization(Object bean, String beanName)
throws BeansException {
return this.traceFeignObjectWrapper.wrap(bean);
}
通过wrap方法最终返回TraceFeignClient实例。
继续回到主流程，先来看下Targeter接口：
interface Targeter {
<T> T target(FeignClientFactoryBean factory, Feign.Builder feign, FeignContext context,
HardCodedTarget<T> target);
}
该对象定义在FeignClientFactoryBean静静态代码块中：
private static final Targeter targeter;
static {
Targeter targeterToUse;
//判断类路径是否引入了hystrixFeign
if (ClassUtils.isPresent("feign.hystrix.HystrixFeign",
FeignClientFactoryBean.class.getClassLoader())) {
targeterToUse = new HystrixTargeter();
}
else {
targeterToUse = new DefaultTargeter();
}
targeter = targeterToUse;
}
这里会初始化Targeter，该类是生成feign代理类的工具类，有两种实现，正是上面的HystrixTargeter,DefaultTargeter。
因为我们引入了hystrix，所以Targeter实现类为HystrixTargeter。我们继续跟进targeter.target方法：
public <T> T target(Target<T> target) {
return build().newInstance(target);
}
上面通过build()方法获取生成代理类的工具类ReflectiveFeign，再通过newInstance正式创建代理类。
继续跟进：
public Feign build() {
SynchronousMethodHandler.Factory synchronousMethodHandlerFactory =
new SynchronousMethodHandler.Factory(client, retryer, requestInterceptors, logger,
logLevel, decode404);
ParseHandlersByName handlersByName =
new ParseHandlersByName(contract, options, encoder, decoder,
errorDecoder, synchronousMethodHandlerFactory);
return new ReflectiveFeign(handlersByName, invocationHandlerFactory);
}
这里会创建Feign的方法工厂synchronousMethodHandlerFactory,Feign通过该工厂为每个方法创建一个methodHandler，每个methodHandler中包含Feign对应的配置：retryer、requestInterceptors等。
继续跟进newInstance方法：
public <T> T newInstance(Target<T> target) {
//创建所有的 MethodHandler
Map<String, MethodHandler> nameToHandler = targetToHandlersByName.apply(target);
Map<Method, MethodHandler> methodToHandler = new LinkedHashMap<Method, MethodHandler>();
List<DefaultMethodHandler> defaultMethodHandlers = new LinkedList<DefaultMethodHandler>();
for (Method method : target.type().getMethods()) {
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
continue;
//判断是否启用默认handler
} 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)));
}
}
//创建InvocationHandler，接收请求，转发到methodHandler
InvocationHandler handler = factory.create(target, methodToHandler);
//生成代理类
T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(target.type().getClassLoader(), new Class<?>[]{target.type()}, handler);
//将默认方法绑定到代理类
for(DefaultMethodHandler defaultMethodHandler : defaultMethodHandlers) {
defaultMethodHandler.bindTo(proxy);
}
return proxy;
}
InvocationHandler最终创建的实例为HystrixInvocationHandler，核心方法如下：
HystrixCommand<Object> hystrixCommand = new HystrixCommand<Object>(setter) {
protected Object run() throws Exception {
try {
return HystrixInvocationHandler.this.dispatch.get(method).invoke(args);
} catch (Exception e) {
throw e;
} catch (Throwable t) {
throw (Error) t;
}
}
protected Object getFallback() {
//......
}
};
整个流程：Feign调用方发起请求，发送至hystrix的HystrixInvocationHandler，通过服务名称，找到对应方法的methodHandler，methodHandler中封装了loadBalanceClient、retryer、RequestInterceptor等组件，如果引入了sleuth,这几个组件均是sleuth的包装类。然后通过以上组件构造http请求完成整个过程。
五、生成默认代理类
理解了第四步的逻辑，生成默认代理类就很容易理解了，唯一不同点就是client的实现类为loadBalanceClient。
注意：不管是哪种代理类，最终发起请求还是由
Feign.Default中的execute方法完成，默认使用HttpUrlConnection实现。
六、注入spring容器
总结：通过spring refresh()方法，触发FeignClientFactoryBean.getObject()方法获得了代理类，然后完成注入spring容器的过程。该实现方式同Dubbo的实现方式类似，有兴趣的可以自行研究噢。