【微服务】16 图文源码剖析OpenFeign处理请求流程

蔚落 2023-09-28 14:06 117阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、前言
 *  二、OpenFeign处理HTTP请求
 *   *  0、整体处理请求流程图
     *  1、动态代理处理请求的入口
     *  2、SynchronousMethodHandler处理请求机制
     *   *  1）创建请求模板（SpringMvcContract解析方法参数）
         *  2）执行请求并解码返回值
         *   *  1> 应用所有的RequestInterceptor
             *  2> LoadBalancerFeignClient负载均衡执行请求流程图
             *  2> LoadBalancerFeignClient负载均衡执行请求详述
             *   *  <1> Feign是如何和Ribbon、Eureka整合在一起的？FeignLoadBalancer中用了Ribbon的那个ILoadBalancer?
                 *  <2> Feign如何使用Ribbon进行负载均衡？
                 *  <3> 最终发送出去的请求URI是什么样的？
             *  3> 指定Decoder时对请求返回结果解码
             *  4> 默认情况下，Feign接收到服务返回的结果后，如何处理？
 *  三、总结和后续

## 一、前言 ##

**在前面的文章：**

> 1.  [SpringCloud之Feign实现声明式客户端负载均衡详细案例][SpringCloud_Feign]
> 2.  [SpringCloud之OpenFeign实现服务间请求头数据传递（OpenFeign拦截器RequestInterceptor的使用）][SpringCloud_OpenFeign_OpenFeign_RequestInterceptor]
> 3.  [SpringCloud之OpenFeign的常用配置（超时、数据压缩、日志）][SpringCloud_OpenFeign]
> 4.  [SpringCloud之OpenFeign的核心组件（Encoder、Decoder、Contract）][SpringCloud_OpenFeign_Encoder_Decoder_Contract]
> 5.  [SpringBoot启动流程中开启OpenFeign的入口（ImportBeanDefinitionRegistrar详解）][SpringBoot_OpenFeign_ImportBeanDefinitionRegistrar]
> 6.  [源码剖析OpenFeign如何扫描所有的FeignClient][OpenFeign_FeignClient]
> 7.  [源码剖析OpenFeign如何为FeignClient生成动态代理类][OpenFeign_FeignClient 1]

**我们聊了以下内容：**

> 1.  OpenFeign的概述、为什么会使用Feign代替Ribbon?
> 2.  Feign和OpenFeign的区别?
> 3.  详细的OpenFeign实现声明式客户端负载均衡案例
> 4.  OpenFeign中拦截器RequestInterceptor的使用
> 5.  OpenFeign的一些常用配置（超时、数据压缩、日志输出）
> 6.  SpringCloud之OpenFeign的核心组件（Encoder、Decoder、Contract）
> 7.  在SpringBoot启动流程中开启OpenFeign的入口
> 8.  OpenFeign如何扫描 / 注册所有的FeignClient
> 9.  OpenFeign如何为FeignClient生成动态代理类

本文基于OpenFeign低版本（`SpringCloud 2020.0.x版本之前`）讨论一下问题：

> 1、源码剖析OpenFeign的动态代理如何接收和处理请求？  
> 2、OpenFeign的LoadBalancerFeignClient的工作流程？  
> 3、OpenFeign如何与Ribbon、Eureka整合到一起？  
> 4、OpenFeign如何负载均衡选择出一个Server？  
> 5、OpenFeign最终发送的请求地址如何拼接出来？  
> 6、OpenFeign如何将返回的JSON字符串解码为JavaBean？

**PS：本文基于的SpringCloud版本**

<properties>
        <spring-boot.version>2.3.7.RELEASE</spring-boot.version>
        <spring-cloud.version>Hoxton.SR9</spring-cloud.version>
        <spring-cloud-alibaba.version>2.2.6.RELEASE</spring-cloud-alibaba.version>
    
    </properties>
    
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

## 二、OpenFeign处理HTTP请求 ##

上文（[源码剖析OpenFeign如何为FeignClient生成动态代理类][OpenFeign_FeignClient 1]）我们聊了如何为FeignClient生成动态代理类，这里我们接着讨论如何基于动态代理类处理HTTP请求。

### 0、整体处理请求流程图 ###

![在这里插入图片描述][716a72971a4843f18115db39a3dcd5d9.png]

**以请求`http://localhost:9090/ServiceB/user/sayHello/1?name=saint&age=18`为例，请求处理流程如下：**  
![在这里插入图片描述][47c9fa2d599248c49f40cffcc01a77d6.png]

### 1、动态代理处理请求的入口 ###

我们知道所有对动态代理对象（T proxy）的所有接口方法的调用，都会交给`InvocationHandler`来处理，此处的`InvocationHandler`是`ReflectiveFeign`的内部类`FeignInvocationHandler`。针对FeignClient的每一个方法都会对应一个`SynchronousMethodHandler`。

以`http://localhost:9090/ServiceB/user/sayHello/1?name=saint&age=18`请求调用为例：

![在这里插入图片描述][e125c8fbabc6431bbd4887e2c2a3c5fd.png]

请求打到ServiceBController的greeting()方法后，要调用ServiceAClient\#sayHello()方法时，请求会进到ServiceAClient的动态代理类，进而请求交给`ReflectiveFeign`的内部类`FeignInvocationHandler`来处理；在结合JDK动态代理的特性，方法会交给invoke()方法执行，所以动态代理处理请求的入口为：`ReflectiveFeign`的内部类`FeignInvocationHandler`的`invoke()`方法：

![在这里插入图片描述][54d3a722cf7144dc9686dde86a4a2c63.png]  
**方法逻辑：**

> 1.  针对父类Object的equals()、hashCode()、toString()方法直接处理；
> 2.  其他方法则从`dispatch`中获取Method对应的MethodHandler，然后将方法的执行交给MethodHandler来处理；
> 3.  `dispatch`是一个以Method为key，MethodHandler为value的Map类型（`Map<Method, MethodHandler>`）；其是在构建FeignInvocationHandler时，记录了每个FeignClient对应的所有方法 <–> MethodHandler的映射。

invoke()方法中通过方法名称找到Method对应的MethodHandler，这里的MethodHandler为`SynchronousMethodHandler`，然后将args参数交给它来处理请求；

### 2、SynchronousMethodHandler处理请求机制 ###

![在这里插入图片描述][8f7961c098734f3fa7aee73ead964ef9.png]

`SynchronousMethodHandler#invoke()`方法中主要包括两大块：创建请求模板、执行请求并返回Decode后的结果，下面我们分开来看一下。

**捎带一提这里的重试机制**，其实就是依靠`Retryer#continueOrPropagate()`方法中对重试次数的判断，超过最大重试次数抛异常结束流程。  
![在这里插入图片描述][da6c9c597968477dbd6dc57fab654224.png]

#### 1）创建请求模板（SpringMvcContract解析方法参数） ####

在前一篇文章（[源码剖析OpenFeign如何为FeignClient生成动态代理类][OpenFeign_FeignClient 1]）中我们聊到会用SpringMvcContract解析spring mvc的注解，最终拿到的方法对应的请求（RequestTemplate）是`GET /user/sayHello/{id} HTTP/1.1`；但是要生成一个可以访问的请求地址，需要再基于SpringMvcContract去解析@RequestParam注解，将方法的入参，绑定到http请求参数里去。最终将请求处理为`GET /user/sayHello/1?name=saint&age=18 HTTP/1.1`。

而`RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);`负责做这个操作，**具体代码逻辑如下：**

![在这里插入图片描述][4afe3ff88cc94ee392076088af8cd792.png]

**以解析`@PathVariable`为例：**  
![在这里插入图片描述][47df927587354b02be3b0a759b43f816.png]

`SpringMvcContrct`解析逻辑如下：

![在这里插入图片描述][8467140625714a8e8843f20ec6c4d29d.png]  
最后解析出`@PathVariable("id") Long id`对应的值为1，然后将所有的标注了SpringMVC注解的参数都解析完之后，将 参数名 和 对应的value值放到一个命名为`varBuilder`的Map中：  
![在这里插入图片描述][8c6e0882d3e1442cb3d3bbb181f73ade.png]

**接着需要根据varBuilder的内容构建出一个完整的Rest请求（即：将SpringMVC注解标注的参数全部用value值替换、添加到请求中）：**

![在这里插入图片描述][e686c7f85f424d74abf9886481087ef8.png]

`RequestTemplate#resolve(Map<String, ?> variables)`中负责解析并构建完整的RequestTemplate，进到方法中的`uriTemplate`为`/user/sayHello/{id}`，`variables`为上面的`varBuilder`：`{"id":1,"name":"saint","age":18}`。

方法中首先将`“id”: 1`替换`uriTemplate（/user/sayHello/{id}）`中的\{id\}，得出expanded为`/user/sayHello/1`，然后再将查询参数`"name":"saint","age":18`拼接到请求中，得到最终的URI为：`/user/sayHello/1?name=saint&age=18`；返回的RequestTemplate内容为：

![在这里插入图片描述][0d370536566c4964bd01ed7b1114e929.png]  
`buildTemplateFromArgs.create(argv)`方法执行完成之后，得到了一个完整的RequestTemplate，下面需要基于这个RequestTemplate来执行请求。

#### 2）执行请求并解码返回值 ####

`SynchronousMethodHandler#executeAndDecode(RequestTemplate, Options)`方法负责执行请求并解码返回值，具体执行逻辑如下：  
![在这里插入图片描述][32709b31c231405a9e8cf96d11f58da5.png]  
方法中主要做三件事：应用所有的`RequestInterceptor`（即执行RequestInterceptor\#apply()方法）、通过LoadBalancerFeignClient做负载均衡执行请求、使用Decoder对请求返回结果解码 或 处理返回结果。

**下面分开来看：**

##### 1> 应用所有的RequestInterceptor #####

![在这里插入图片描述][d63fb1ee52fe49aba1fd916f0ad4bdcc.png]

遍历所有的请求拦截器`RequestInterceptor`，将每个请求拦截器都应用到RequestTemplate请求模板上面去，也就是让每个请求拦截器都对请求进行处理（调用拦截器的apply(RequestTemplate)方法）；

比如这里的requestInterceptors中唯一一个元素`MyFeignRequestInterceptor`，就是我们在（[SpringCloud之OpenFeign实现服务间请求头数据传递（OpenFeign拦截器RequestInterceptor的使用）][SpringCloud_OpenFeign_OpenFeign_RequestInterceptor]）博文中自定义的RequestInterceptor；

>  *  其实这里本质上就是基于RequestTemplate，创建一个Request；
>  *  Request是基于之前的HardCodedTarget（包含了目标请求服务信息的一个Target，服务名也在其中），处理RequestTemplate，生成一个Request。

应用完所有的RequestInterceptor之后，如果Feign日志的隔离级别不等于`Logger.Level.NONE`，则打印即将要发送的Request请求日志，如下；  
![在这里插入图片描述][e2d3ef64f41d47d09933c5d46148897f.png]

打印完请求日志之后，会通过`SynchronousMethodHandler`中的成员Client来执行请求，对于OpenFeign旧版本而言，Client是`LoadBalancerFeignClient`；  
![在这里插入图片描述][e93f23e1832944c8a8326fde81ef5ec0.png]

##### 2> LoadBalancerFeignClient负载均衡执行请求流程图 #####

![在这里插入图片描述][933df57d312746039b9ec4ce386595cf.png]

##### 2> LoadBalancerFeignClient负载均衡执行请求详述 #####

基于LoadBalancerFeignClient完成了请求的处理和发送，这里肯定是将HTTP请求发送到对应Server的某个实例上去，同时获取到Response响应。

**`LoadBalancerFeignClient#execute()`方法处理逻辑如下：**

![在这里插入图片描述][634352a89e224a20833cecbf7d6be3ef.png]

**方法逻辑解析：**

> 1.  首先将请求的url封装成一个URI，然后从请求URL地址中，获取到要访问的服务名称`clientName`（示例为ServiceA）；
> 2.  然后将请求URI中的服务名称剔除，比如这里的**http://Service-A/user/sayHello/ 变为 http:///user/sayHello/**；
> 3.  接着基于去除了服务名称的uri地址，创建了一个适用于Ribbon的请求（FeignLoadBalancer.RibbonRequest）；
> 4.  根据服务名从`SpringClientFactory`（Feign上下文）中获取Ribbon相关的配置`IClientConfig`，比如（连接超时时间、读取数据超时时间），如果获取不到，则创建一个`FeignOptionsClientConfig`；
> 5.  最后根据服务名从`CachingSpringLoadBalancerFactory`获取对应的FeignLoadBalancer；在FeignLoadBalancer里封装了ribbon的ILoadBalancer；

既然Feign中集成了Ribbon，那它们是怎么整合到一起的？FeignLoadBalancer中用了Ribbon的那个ILoadBalancer？Feign如何使用Ribbon进行负载均衡？最终发送出去的请求URI是什么样的？

###### <1> Feign是如何和Ribbon、Eureka整合在一起的？FeignLoadBalancer中用了Ribbon的那个ILoadBalancer? ######

**（1）FeignLoadBalancer中用了Ribbon的那个ILoadBalancer?**

FeignLoadBalancer的类继承结构如下：  
![在这里插入图片描述][8a18ce203c2c495f8c04adaf62af96c1.png]  
![在这里插入图片描述][e6df73b441a74b718eeb6f45e8847768.png]

FeignLoadBalancer间接继承自`LoadBalancerContext`，LoadBalancerContext中有一个`ILoadBalancer`类型的成员，其就是FeignLoadBalancer中集成的Ribbon的ILoadBalancer。从代码执行流程来看，集成的ILoadBalancer为Ribbon默认的`ZoneAwareLoadBalancer`：  
![在这里插入图片描述][91bf70d5edc04983a5b29fca374f1979.png]

到这里，可以看到根据服务名获取到的FeignLoadBalancer中组合了Ribbon的`ZoneAwareLoadBalancer`负载均衡器。

**（2）Ribbon和Eureka的集成?**

![在这里插入图片描述][579b77d9a1fc4396afa0a6de06cefa07.png]  
![在这里插入图片描述][8d0782a18161413d875522141684fd5f.png]

Ribbon自己和Eureka集成的流程：Ribbon的配置类RibbonClientConfiguration，会初始化ZoneAwareLoadBalancer并将其注入到Spring容器；ZoneAwareLoadBalancer内部持有跟eureka进行整合的DomainExtractingServerList（Eureka和Ribbon集成的配置类`EurekaRibbonClientConfiguration`（spring-cloud-netflix-eureka-client项目下）中负责将其注入到Spring容器）；详细内容可以参考博主的Ribbon系列文章（[SpringCloud之Ribbon和Erueka/服务注册中心的集成细节][SpringCloud_Ribbon_Erueka]）。

**小结一下：**

> 在spring boot启动，要去获取一个ribbon的ILoadBalancer的时候，会去从那个服务对应的一个独立的spring容器（Ribbon子上下文）中获取；获取到一个服务对应的ZoneAwareLoadBalancer，其中组合了DomainExtractingServerList，DomainExtractingServerList自己会去eureka的注册表里去拉取服务对应的注册表（即：服务的实例列表）。

###### <2> Feign如何使用Ribbon进行负载均衡？ ######

feign是基于ribbon的ZoneAwareLoadBalancer来进行负载均衡的，从一个server list中选择出来一个server。

接着上面的内容，进入到`FeignLoadBalancer的executeWithLoadBalancer()`方法；

![在这里插入图片描述][ea74a2ce2b3c4441aec5553366dc47e0.png]  
由于`AbstractLoadBalancerAwareClient`是FeignLoadBalancer的父类，FeignLoadBalancer类中没有重写`executeWithLoadBalancer()`方法，进入到`AbstractLoadBalancerAwareClient#executeWithLoadBalancer()`方法：  
![在这里插入图片描述][226b189acbae4ece9f3465161b703876.png]

**方法逻辑解析：**

> 1.  首先构建一个LoadBalancerCommand，LoadBalancerCommand刚创建的时候里面的server是null，也就是还没确定要对哪个server发起请求；
> 2.  command.submit()方法的代码块，本质上是重写了`LoadBalancerCommand#submit(ServerOperation<T>)`方法入参ServerOperation的call()方法。
>     
>      *  call()方法内部根据选择出的Server构造出具体的http请求地址，然后基于底层的http通信组件，发送出去这个请求。
>      *  call()方法是被内嵌到LoadBalancerCommand\#submit()方法中的，也就是在执行LoadBalancerCommand的时候会调用call()方法；
> 3.  最后通过command`.toBlocking().single()`方法，进行阻塞式的同步执行，获取到响应结果。

从整体来看，ServerOperation中封装了负载均衡选择出来的server，然后直接基于这个server替换掉请求URL中的服务名，拼接出最终的请求URL地址，然后基于底层的http组件发送请求。

LoadBalancerCommand肯定是在某个地方使用Ribbon的ZoneAwareLoadBalancer负载均衡选择出来了一个server，然后将这个server，交给ServerOpretion中的call()方法去处理。

结合方法的命名找到`LoadBalancerCommand#selectServer()`：

![在这里插入图片描述][6742f86bdd30404db35d2c9a491daefb.png]  
![在这里插入图片描述][877b773bbd704323a4ee3ededd370628.png]  
**selectServer()方法逻辑解析：**

> 在这个方法中，就是直接基于Feign集成的Ribbon的ZoneAwareLoadBalancer的chooseServer()方法，通过负载均衡机制选择了一个server出来。
> 
>  *  先通过LoadBalancerContext\#`getServerFromLoadBalancer()`方法获取到ILoadBalancer；
>  *  在利用ILoadBalancer\#`chooseServer()`方法选择出一个Server。

选择出一个Server之后，再去调用ServerOperation.call()方法，由call()方法拼接出最终的请求URI，发送http请求；

###### <3> 最终发送出去的请求URI是什么样的？ ######

ServerOperation\#call()方法里负责发送请求，在`executeWithLoadBalancer()`方法中重写了LoadBalancerCommand\#command()方法中入参ServerOperation的call()方法；

![在这里插入图片描述][65216ce59d114b53a84a51f46821d719.png]  
![在这里插入图片描述][4bbe3f6645c24ce297281b7fc6c71c41.png]

**方法逻辑解析：**

> 根据之前处理好的请求URI和Server的地址拼接出真实的地址； 依次拼接http://，服务的IP、服务的Port、请求路径、查询参数，最终体现为：
> 
> 1.  原request的uri：GET http:///user/sayHello/1?name=saint&age=18 HTTP/1.1
> 2.  server地址：192.168.1.3:8082
> 3.  拼接后的地址：http://192.168.1.3:8082/user/sayHello/1?name=saint&age=18

接着使用拼接后的地址替换掉request.uri，再调用FeignLoadBalacner\#execute()方法发送一个http请求；其中发送请求的超时时间默认为1000ms，即1s；最后返回结果封装到`FeignLoadBalancer.RibbonResponse`。

##### 3> 指定Decoder时对请求返回结果解码 #####

![在这里插入图片描述][68f3cb94c1794c9bbab61d89ff4b6197.png]  
如果配置了decoder，则使用`Decoder#decode()`方法对结果进行解码；  
![在这里插入图片描述][4b9e6f07a56c4c69b910f8679be91c66.png]

##### 4> 默认情况下，Feign接收到服务返回的结果后，如何处理？ #####

即：未指定decoder时，会直接使用`AsyncResponseHandler#handleResponse()`方法处理接收到的服务返回结果：  
![在这里插入图片描述][d42bdfbe07f84fc8a9c868cba1913d53.png]  
![在这里插入图片描述][3edf4dd2f598478bbaf9f08826bdbc21.png]  
如果响应结果的returnType为Response时，则将return信息的body()解析成byte数组，放到`resultFuture`的`RESULT`中；然后`SynchronousMethodHandler#executeAndDecode()`方法中通过`resultFuture.join()`方法拿到RESULT（即：请求的真正的响应结果）。

一般而言，会走到如下else if 分支  
![在这里插入图片描述][653b7a350cb54948bebff269979ba9f9.png]

`decode()`方法中将response处理为我们要的returnType，比如调用的服务方返回给我们一个JSON字符串，decode()方法中会将其转换为我们需要的JavaBean（即：returnType，当前方法的返回值）。

![在这里插入图片描述][db84536c9b394533ac85cfd29f149432.png]

deocode()方法中会用到一个Decoder，decoder默认是OptionalDecoder，针对JavaBean返回类型，OptionalDecoder将decode委托给`ResponseEntityDecoder`处理。

## 三、总结和后续 ##

**本文小结：**

> 1.  请求达到FeignClient时，会进入到JDK动态代理类，由`ReflectiveFeign#FeignInvocationHandler`分发处理请求；找到接口方法对应的`SynchronousMethodHandler`；
> 2.  SynchronousMethodHandler中首先使用SpringMvcContract解析标注了SpringMvc注解的参数；然后使用encoder对请求进行编码；
> 3.  `RequestInterceptor`对Request进行拦截处理；
> 4.  `LoadBalancerFeignClient`通过集成的Ribbon的负载均衡器（`ZoneAwareLoadBalancer`）实现负载均衡找到一个可用的Server，交给RibbonRequest组合的Client去做HTTP请求，这里的Client可以是HttpUrlConnection、HttpClient、OKHttp。
> 5.  最后Decoder对Response响应进行解码。

**至此，OpenFeign低版本（2020.X之前的版本）的主流程源码剖析基本结束，博主在这里用下图做一个阶段性总结：**  
![在这里插入图片描述][f6129cf4547f4da7ae759808f8d07cc3.png]  
细节均在文章中有体现。

**后面博主将以一篇文章总结OpenFeign新版本和旧版本之间的差异，主要体现在高版本OpenFeign底层不使用Ribbon做负载均衡。**

[SpringCloud_Feign]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125492461
[SpringCloud_OpenFeign_OpenFeign_RequestInterceptor]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125532945
[SpringCloud_OpenFeign]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125533249
[SpringCloud_OpenFeign_Encoder_Decoder_Contract]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125581054
[SpringBoot_OpenFeign_ImportBeanDefinitionRegistrar]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125616265
[OpenFeign_FeignClient]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125588836
[OpenFeign_FeignClient 1]: https://blog.csdn.net/Saintmm/article/details/125651054
[716a72971a4843f18115db39a3dcd5d9.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/716a72971a4843f18115db39a3dcd5d9.png
[47c9fa2d599248c49f40cffcc01a77d6.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/47c9fa2d599248c49f40cffcc01a77d6.png
[e125c8fbabc6431bbd4887e2c2a3c5fd.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e125c8fbabc6431bbd4887e2c2a3c5fd.png
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[8467140625714a8e8843f20ec6c4d29d.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8467140625714a8e8843f20ec6c4d29d.png
[8c6e0882d3e1442cb3d3bbb181f73ade.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/8c6e0882d3e1442cb3d3bbb181f73ade.png
[e686c7f85f424d74abf9886481087ef8.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e686c7f85f424d74abf9886481087ef8.png
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