简化本地Feign调用的方法

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描述

在平常的工作中,OpenFeign作为微服务间的调用组件使用的非常普遍,接口配合注解的调用方式突出一个简便,让我们能无需关注内部细节就能实现服务间的接口调用。

但是工作中用久了,发现Feign也有些使用起来麻烦的地方,下面先来看一个问题,再看看我们在工作中是如何解决,以达到简化Feign使用的目的。

先看问题

在一个项目开发的过程中,我们通常会区分开发环境、测试环境和生产环境,如果有的项目要求更高的话,可能还会有个预生产环境。

开发环境作为和前端开发联调的环境,一般使用起来都比较随意,而我们在进行本地开发的时候,有时候也会将本地启动的微服务注册到注册中心nacos上,方便进行调试。

这样,注册中心的一个微服务可能就会拥有多个服务实例,就像下面这样:

虚拟机

眼尖的小伙伴肯定发现了,这两个实例的ip地址有一点不同。

线上环境现在一般使用容器化部署,通常都是由流水线工具打成镜像然后扔到docker中运行,因此我们去看一下服务在docker容器内的ip:

虚拟机

可以看到,这就是注册到nacos上的服务地址之一,而列表中192开头的另一个ip,则是我们本地启动的服务的局域网地址。看一下下面这张图,就能对整个流程一目了然了。

虚拟机

总结一下:

两个service都是通过宿主机的ip和port,把自己的信息注册到nacos上

线上环境的service注册时使用docker内部ip地址

本地的service注册时使用本地局域网地址

那么这时候问题就来了,当我本地再启动一个serviceB,通过FeignClient来调用serviceA中的接口时,因为Feign本身的负载均衡,就可能把请求负载均衡到两个不同的serviceA实例。

如果这个调用请求被负载均衡到本地serviceA的话,那么没什么问题,两个服务都在同一个192.168网段内,可以正常访问。但是如果负载均衡请求到运行在docker内的serviceA的话,那么问题来了,因为网络不通,所以会请求失败:

虚拟机

说白了,就是本地的192.168和docker内的虚拟网段172.17属于纯二层的两个不同网段,不能互访,所以无法直接调用。

那么,如果想在调试时把请求稳定打到本地服务的话,有一个办法,就是指定在FeignClient中添加url参数,指定调用的地址:

 

@FeignClient(value = "serviceA",url = "http://127.0.0.1:8088/")
public interface ClientA {
    @GetMapping("/test/get")
    String get();
}

 

但是这么一来也会带来点问题:

代码上线时需要再把注解中的url删掉,还要再次修改代码,如果忘了的话会引起线上问题

如果测试的FeignClient很多的话,每个都需要配置url,修改起来很麻烦

那么,有什么办法进行改进呢?为了解决这个问题,我们还是得从Feign的原理说起。

Feign原理

简单来说,就是项目中加的@EnableFeignClients这个注解,实现时有一行很重要的代码:

 

@Import(FeignClientsRegistrar.class)

 

这个类实现了ImportBeanDefinitionRegistrar接口,在这个接口的registerBeanDefinitions方法中,可以手动创建BeanDefinition并注册,之后spring会根据BeanDefinition实例化生成bean,并放入容器中。

Feign就是通过这种方式,扫描添加了@FeignClient注解的接口,然后一步步生成代理对象,具体流程可以看一下下面这张图:

虚拟机

后续在请求时,通过代理对象的FeignInvocationHandler进行拦截,并根据对应方法进行处理器的分发,完成后续的http请求操作。

ImportBeanDefinitionRegistrar

上面提到的ImportBeanDefinitionRegistrar,在整个创建FeignClient的代理过程中非常重要, 所以我们先写一个简单的例子看一下它的用法。先定义一个实体类:

 

@Data
@AllArgsConstructor
public class User {
    Long id;
    String name;
}

 

通过BeanDefinitionBuilder,向这个实体类的构造方法中传入具体值,最后生成一个BeanDefinition:

 

public class MyBeanDefinitionRegistrar
        implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata,
                                        BeanDefinitionRegistry registry) {
        BeanDefinitionBuilder builder
                = BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(User.class);
        builder.addConstructorArgValue(1L);
        builder.addConstructorArgValue("Hydra");

        AbstractBeanDefinition beanDefinition = builder.getBeanDefinition();
        registry.registerBeanDefinition(User.class.getSimpleName(),beanDefinition);
    }
}

 

registerBeanDefinitions方法的具体调用时间是在之后的ConfigurationClassPostProcessor执行postProcessBeanDefinitionRegistry方法时,而registerBeanDefinition方法则会将BeanDefinition放进一个map中,后续根据它实例化bean。

在配置类上通过@Import将其引入:

 

@Configuration
@Import(MyBeanDefinitionRegistrar.class)
public class MyConfiguration {
}

 

注入这个User测试:

 

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class UserService {
    private final User user;

    public void getUser(){
        System.out.println(user.toString());
    }
}

 

结果打印,说明我们通过自定义BeanDefinition的方式成功手动创建了一个bean并放入了spring容器中:

 

User(id=1, name=Hydra)

 

好了,准备工作铺垫到这结束,下面开始正式的改造工作。

改造

到这里先总结一下,我们纠结的点就是本地环境需要FeignClient中配置url,但线上环境不需要,并且我们又不想来回修改代码。

除了像源码中那样生成动态代理以及拦截方法,官方文档中还给我们提供了一个手动创建FeignClient的方法。

简单来说,就是我们可以像下面这样,通过Feign的Builder API来手动创建一个Feign客户端。

虚拟机

简单看一下,这个过程中还需要配置Client、Encoder、Decoder、Contract、RequestInterceptor等内容。

Client:实际http请求的发起者,如果不涉及负载均衡可以使用简单的Client.Default,用到负载均衡则可以使用LoadBalancerFeignClient,前面也说了,LoadBalancerFeignClient中的delegate其实使用的也是Client.Default

Encoder和Decoder:Feign的编解码器,在spring项目中使用对应的SpringEncoder和ResponseEntityDecoder,这个过程中我们借用GsonHttpMessageConverter作为消息转换器来解析json

RequestInterceptor:Feign的拦截器,一般业务用途比较多,比如添加修改header信息等,这里用不到可以不配

Contract:字面意思是合约,它的作用是将我们传入的接口进行解析验证,看注解的使用是否符合规范,然后将关于http的元数据抽取成结果并返回。如果我们使用RequestMapping、PostMapping、GetMapping之类注解的话,那么对应使用的是SpringMvcContract

其实这里刚需的就只有Contract这一个,其他都是可选的配置项。我们写一个配置类,把这些需要的东西都注入进去:

 

@Slf4j
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@EnableConfigurationProperties({LocalFeignProperties.class})
@Import({LocalFeignClientRegistrar.class})
@ConditionalOnProperty(value = "feign.local.enable", havingValue = "true")
public class FeignAutoConfiguration {
    static {
        log.info("feign local route started");
    }

    @Bean
    @Primary
    public Contract contract(){
        return new SpringMvcContract();
    }

    @Bean(name = "defaultClient")
    public Client defaultClient(){
        return new Client.Default(null,null);
    }

    @Bean(name = "ribbonClient")
    public Client ribbonClient(CachingSpringLoadBalancerFactory cachingFactory,
                               SpringClientFactory clientFactory){
        return new LoadBalancerFeignClient(defaultClient(), cachingFactory,
                clientFactory);
    }

    @Bean
    public Decoder decoder(){
        HttpMessageConverter httpMessageConverter=new GsonHttpMessageConverter();
        ObjectFactory messageConverters= () -> new HttpMessageConverters(httpMessageConverter);
        SpringDecoder springDecoder = new SpringDecoder(messageConverters);
        return new ResponseEntityDecoder(springDecoder);
    }

    @Bean
    public Encoder encoder(){
        HttpMessageConverter httpMessageConverter=new GsonHttpMessageConverter();
        ObjectFactory messageConverters= () -> new HttpMessageConverters(httpMessageConverter);
        return new SpringEncoder(messageConverters);
    }
}

 

在这个配置类上,还有三行注解,我们一点点解释。

首先是引入的配置类LocalFeignProperties,里面有三个属性,分别是是否开启本地路由的开关、扫描FeignClient接口的包名,以及我们要做的本地路由映射关系,addressMapping中存的是服务名和对应的url地址:

 

@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "feign.local")
public class LocalFeignProperties {
    // 是否开启本地路由
    private String enable;

    //扫描FeignClient的包名
    private String basePackage;

    //路由地址映射
    private Map addressMapping;
}

 

下面这行注解则表示只有当配置文件中feign.local.enable这个属性为true时,才使当前配置文件生效:

 

@ConditionalOnProperty(value = "feign.local.enable", havingValue = "true")

 

最后,就是我们重中之重的LocalFeignClientRegistrar了,我们还是按照官方通过ImportBeanDefinitionRegistrar接口构建BeanDefinition然后注册的思路来实现。

并且,FeignClientsRegistrar的源码中已经实现好了很多基础的功能,比如扫扫描包、获取FeignClient的name、contextId、url等等,所以需要改动的地方非常少,可以放心的大抄特超它的代码。

先创建LocalFeignClientRegistrar,并注入需要用到的ResourceLoader、BeanFactory、Environment。

 

@Slf4j
public class LocalFeignClientRegistrar implements
        ImportBeanDefinitionRegistrar, ResourceLoaderAware,
        EnvironmentAware, BeanFactoryAware{

    private ResourceLoader resourceLoader;
    private BeanFactory beanFactory;
    private Environment environment;

    @Override
    public void setResourceLoader(ResourceLoader resourceLoader) {
        this.resourceLoader=resourceLoader;
    }

    @Override
    public void setBeanFactory(BeanFactory beanFactory) throws BeansException {
        this.beanFactory = beanFactory;
    }

    @Override
    public void setEnvironment(Environment environment) {
        this.environment=environment;
    }
 
 //先省略具体功能代码...
}

 

然后看一下创建BeanDefinition前的工作,这一部分主要完成了包的扫描和检测@FeignClient注解是否被添加在接口上的测试。下面这段代码基本上是照搬源码,除了改动一下扫描包的路径,使用我们自己在配置文件中配置的包名。

 

@Override
public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
    ClassPathScanningCandidateComponentProvider scanner = ComponentScanner.getScanner(environment);
    scanner.setResourceLoader(resourceLoader);
    AnnotationTypeFilter annotationTypeFilter = new AnnotationTypeFilter(FeignClient.class);
    scanner.addIncludeFilter(annotationTypeFilter);

    String basePackage =environment.getProperty("feign.local.basePackage");
    log.info("begin to scan {}",basePackage);

    Set candidateComponents = scanner.findCandidateComponents(basePackage);

    for (BeanDefinition candidateComponent : candidateComponents) {
        if (candidateComponent instanceof AnnotatedBeanDefinition) {
            log.info(candidateComponent.getBeanClassName());

            // 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 attributes = annotationMetadata
                    .getAnnotationAttributes(FeignClient.class.getCanonicalName());

            String name = FeignCommonUtil.getClientName(attributes);
            registerFeignClient(registry, annotationMetadata, attributes);
        }
    }
}

 

接下来创建BeanDefinition并注册,Feign的源码中是使用的FeignClientFactoryBean创建代理对象,这里我们就不需要了,直接替换成使用Feign.builder创建。

 

private void registerFeignClient(BeanDefinitionRegistry registry,
                                 AnnotationMetadata annotationMetadata, Map attributes) {
    String className = annotationMetadata.getClassName();
    Class clazz = ClassUtils.resolveClassName(className, null);
    ConfigurableBeanFactory beanFactory = registry instanceof ConfigurableBeanFactory
            ? (ConfigurableBeanFactory) registry : null;
    String contextId = FeignCommonUtil.getContextId(beanFactory, attributes,environment);
    String name = FeignCommonUtil.getName(attributes,environment);

    BeanDefinitionBuilder definition = BeanDefinitionBuilder
            .genericBeanDefinition(clazz, () -> {
                Contract contract = beanFactory.getBean(Contract.class);
                Client defaultClient = (Client) beanFactory.getBean("defaultClient");
                Client ribbonClient = (Client) beanFactory.getBean("ribbonClient");
                Encoder encoder = beanFactory.getBean(Encoder.class);
                Decoder decoder = beanFactory.getBean(Decoder.class);

                LocalFeignProperties properties = beanFactory.getBean(LocalFeignProperties.class);
                Map addressMapping = properties.getAddressMapping();

                Feign.Builder builder = Feign.builder()
                        .encoder(encoder)
                        .decoder(decoder)
                        .contract(contract);

                String serviceUrl = addressMapping.get(name);
                String originUrl = FeignCommonUtil.getUrl(beanFactory, attributes, environment);

                Object target;
                if (StringUtils.hasText(serviceUrl)){
                    target = builder.client(defaultClient)
                            .target(clazz, serviceUrl);
                }else if (StringUtils.hasText(originUrl)){
                    target = builder.client(defaultClient)
                            .target(clazz,originUrl);
                }else {
                    target = builder.client(ribbonClient)
                            .target(clazz,"http://"+name);
                }

                return target;
            });

    definition.setAutowireMode(AbstractBeanDefinition.AUTOWIRE_BY_TYPE);
    definition.setLazyInit(true);
    FeignCommonUtil.validate(attributes);

    AbstractBeanDefinition beanDefinition = definition.getBeanDefinition();
    beanDefinition.setAttribute(FactoryBean.OBJECT_TYPE_ATTRIBUTE, className);

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

    String[] qualifiers = FeignCommonUtil.getQualifiers(attributes);
    if (ObjectUtils.isEmpty(qualifiers)) {
        qualifiers = new String[] { contextId + "FeignClient" };
    }

    BeanDefinitionHolder holder = new BeanDefinitionHolder(beanDefinition, className,
            qualifiers);
    BeanDefinitionReaderUtils.registerBeanDefinition(holder, registry);
}

 

在这个过程中主要做了这么几件事:

通过beanFactory拿到了我们在前面创建的Client、Encoder、Decoder、Contract,用来构建Feign.Builder

通过注入配置类,通过addressMapping拿到配置文件中服务对应的调用url

通过target方法替换要请求的url,如果配置文件中存在则优先使用配置文件中url,否则使用@FeignClient注解中配置的url,如果都没有则使用服务名通过LoadBalancerFeignClient访问

在resources/META-INF目录下创建spring.factories文件,通过spi注册我们的自动配置类:

 

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=
  com.feign.local.config.FeignAutoConfiguration

 

最后,本地打包即可:

 

mvn clean install

 

测试

引入我们在上面打好的包,由于包中已经包含了spring-cloud-starter-openfeign,所以就不需要再额外引feign的包了:

 


    com.cn.hydra
    feign-local-enhancer
    1.0-SNAPSHOT

 

在配置文件中添加配置信息,启用组件:

 

feign:
  local:
    enable: true
    basePackage: com.service
    addressMapping:
      hydra-service: http://127.0.0.1:8088
      trunks-service: http://127.0.0.1:8099

 

创建一个FeignClient接口,注解的url中我们可以随便写一个地址,可以用来测试之后是否会被配置文件中的服务地址覆盖:

 

@FeignClient(value = "hydra-service",
 contextId = "hydra-serviceA",
 url = "http://127.0.0.1:8099/")
public interface ClientA {
    @GetMapping("/test/get")
    String get();

    @GetMapping("/test/user")
    User getUser();
}

 

启动服务,过程中可以看见了执行扫描包的操作:

虚拟机

在替换url过程中添加一个断点,可以看到即使在注解中配置了url,也会优先被配置文件中的服务url覆盖:

虚拟机

使用接口进行测试,可以看到使用上面的代理对象进行了访问并成功返回了结果:

虚拟机

如果项目需要发布正式环境,只需要将配置feign.local.enable改为false或删掉,并在项目中添加Feign原始的@EnableFeignClients即可。

总结

本文提供了一个在本地开发过程中简化Feign调用的思路,相比之前需要麻烦的修改FeignClient中的url而言,能够节省不少的无效劳动,并且通过这个过程,也可以帮助大家了解我们平常使用的这些组件是怎么与spring结合在一起的,熟悉spring的扩展点。





审核编辑:刘清

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