feign源码解析

feign介绍

Feign是一款java的Restful客户端组件,Feign使得 Java HTTP 客户端编写更方便。Feign 灵感来源于Retrofit, JAXRS-2.0WebSocket。feign在github上有近3K个star,是一款相当优秀的开源组件,虽然相比Retrofit的近30K个star,逊色了太多,但是spring cloud集成了feign,使得feign在java生态中比Retrofit使用的更加广泛。

feign的基本原理是在接口方法上加注解,定义rest请求,构造出接口的动态代理对象,然后通过调用接口方法就可以发送http请求,并且自动解析http响应为方法返回值,极大的简化了客户端调用rest api的代码。官网的示例如下:

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interface GitHub {
@RequestLine("GET /repos/{owner}/{repo}/contributors")
List<Contributor> contributors(@Param("owner") String owner, @Param("repo") String repo);
}

static class Contributor {
String login;
int contributions;
}

public static void main(String... args) {
GitHub github = Feign.builder()
.decoder(new GsonDecoder())
.target(GitHub.class, "https://api.github.com");

// Fetch and print a list of the contributors to this library.
List<Contributor> contributors = github.contributors("OpenFeign", "feign");
for (Contributor contributor : contributors) {
System.out.println(contributor.login + " (" + contributor.contributions + ")");
}
}

feign使用教程请参考官网https://github.com/OpenFeign/feign/

本文主要是对feign源码进行分析,根据源码来理解feign的设计架构和内部实现技术。

Feign.build构建接口动态代理

我们先来看看接口的动态代理是如何构建出来的,下图是主要接口和类的类图:

从上文中的示例可以看到,构建的接口动态代理对象是通过Feign.builder()生成Feign.Builder的构造者对象,然后设置相关的参数,再调用target方法构造的。Feign.Builder的参数包括:

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//拦截器,组装完RequestTemplate,发请求之前的拦截处理RequestTemplate
private final List<RequestInterceptor> requestInterceptors = new ArrayList<RequestInterceptor>();
//日志级别
private Logger.Level logLevel = Logger.Level.NONE;
//契约模型,默认为Contract.Default,用户创建MethodMetadata,用spring cloud就是扩展这个实现springMVC注解
private Contract contract = new Contract.Default();
//客户端,默认为Client.Default,可以扩展ApacheHttpClient,OKHttpClient,RibbonClient等
private Client client = new Client.Default(null, null);
//重试设置,默认不设置
private Retryer retryer = new Retryer.Default();
//日志,可以接入Slf4j
private Logger logger = new NoOpLogger();
//编码器,用于body的编码
private Encoder encoder = new Encoder.Default();
//解码器,用户response的解码
private Decoder decoder = new Decoder.Default();
//用@QueryMap注解的参数编码器
private QueryMapEncoder queryMapEncoder = new QueryMapEncoder.Default();
//请求错误解码器
private ErrorDecoder errorDecoder = new ErrorDecoder.Default();
//参数配置,主要是超时时间之类的
private Options options = new Options();
//动态代理工厂
private InvocationHandlerFactory invocationHandlerFactory = new InvocationHandlerFactory.Default();
//是否decode404
private boolean decode404;
private boolean closeAfterDecode = true;

这块是一个典型的构造者模式,target方法内部先调用build方法新建一个ReflectFeign对象,然后调用ReflectFeignnewInstance方法创建动态代理,代码如下:

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  //默认使用HardCodedTarget
public <T> T target(Class<T> apiType, String url) {
return target(new HardCodedTarget<T>(apiType, url));
}

public <T> T target(Target<T> target) {
return build().newInstance(target);
}

public Feign build() {
SynchronousMethodHandler.Factory synchronousMethodHandlerFactory =
new SynchronousMethodHandler.Factory(client, retryer, requestInterceptors, logger,
logLevel, decode404, closeAfterDecode);
ParseHandlersByName handlersByName =
new ParseHandlersByName(contract, options, encoder, decoder, queryMapEncoder,
errorDecoder, synchronousMethodHandlerFactory);
//handlersByName将所有参数进行封装,并提供解析接口方法的逻辑
//invocationHandlerFactory是Builder的属性,默认值是InvocationHandlerFactory.Default,用创建java动态代理的InvocationHandler实现
return new ReflectiveFeign(handlersByName, invocationHandlerFactory, queryMapEncoder);
}
}

ReflectiveFeign构造函数有三个参数:

  • ParseHandlersByName 将builder所有参数进行封装,并提供解析接口方法的逻辑
  • InvocationHandlerFactory java动态代理的InvocationHandler的工厂类,默认值是InvocationHandlerFactory.Default
  • QueryMapEncoder 接口参数注解@QueryMap时,参数的编码器

ReflectiveFeign.newInstance方法创建接口动态代理对象:

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public <T> T newInstance(Target<T> target) {
//targetToHandlersByName是构造器传入的ParseHandlersByName对象,根据target对象生成MethodHandler映射
Map<String, MethodHandler> nameToHandler = targetToHandlersByName.apply(target);
Map<Method, MethodHandler> methodToHandler = new LinkedHashMap<Method, MethodHandler>();
List<DefaultMethodHandler> defaultMethodHandlers = new LinkedList<DefaultMethodHandler>();
//遍历接口所有方法,构建Method->MethodHandler的映射
for (Method method : target.type().getMethods()) {
if (method.getDeclaringClass() == Object.class) {
continue;
} else if(Util.isDefault(method)) {
//接口default方法的Handler,这类方法直接调用
DefaultMethodHandler handler = new DefaultMethodHandler(method);
defaultMethodHandlers.add(handler);
methodToHandler.put(method, handler);
} else {
methodToHandler.put(method, nameToHandler.get(Feign.configKey(target.type(), method)));
}
}
//这里factory是构造其中传入的,创建InvocationHandler
InvocationHandler handler = factory.create(target, methodToHandler);
//java的动态代理
T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(target.type().getClassLoader(), new Class<?>[]{target.type()}, handler);
//将default方法直接绑定到动态代理上
for(DefaultMethodHandler defaultMethodHandler : defaultMethodHandlers) {
defaultMethodHandler.bindTo(proxy);
}
return proxy;
}

这段代码主要的逻辑是:

  1. 创建MethodHandler的映射,这里创建的是实现类SynchronousMethodHandler
  2. 通过InvocationHandlerFatory创建InvocationHandler
  3. 绑定接口的default方法,通过DefaultMethodHandler绑定

类图中已经画出,SynchronousMethodHandlerDefaultMethodHandler实现了InvocationHandlerFactory.MethodHandler接口,动态代理对象调用方法时,如果是default方法,会直接调用接口方法,因为这里将接口的default方法绑定到动态代理对象上了,其他方法根据方法签名找到SynchronousMethodHandler对象,调用其invoke方法。

创建MethodHandler方法处理器

SynchronousMethodHandler是feign组件的核心,接口方法调用转换为http请求和解析http响应都是通过SynchronousMethodHandler来执行的,相关类图如下:

创建MethodHandler实现类SynchronousMethodHandler的代码:

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public Map<String, MethodHandler> apply(Target key) {
//通过contract解析接口方法,生成MethodMetadata列表,默认的contract解析Feign自定义的http注解
List<MethodMetadata> metadata = contract.parseAndValidatateMetadata(key.type());
Map<String, MethodHandler> result = new LinkedHashMap<String, MethodHandler>();
for (MethodMetadata md : metadata) {
//BuildTemplateByResolvingArgs实现RequestTemplate.Factory,RequestTemplate的工厂
BuildTemplateByResolvingArgs buildTemplate;
//根据方法元数据,使用不同的RequestTemplate的工厂
if (!md.formParams().isEmpty() && md.template().bodyTemplate() == null) {
//如果有formParam,并且bodyTemplate不为空,请求体为x-www-form-urlencoded格式
//将会解析form参数,填充到bodyTemplate中
buildTemplate = new BuildFormEncodedTemplateFromArgs(md, encoder, queryMapEncoder);
} else if (md.bodyIndex() != null) {
//如果包含请求体,将会用encoder编码请求体对象
buildTemplate = new BuildEncodedTemplateFromArgs(md, encoder, queryMapEncoder);
} else {
//默认的RequestTemplate的工厂,没有请求体,不需要编码器
buildTemplate = new BuildTemplateByResolvingArgs(md, queryMapEncoder);
}
//使用工厂SynchronousMethodHandler.Factory创建SynchronousMethodHandler
result.put(md.configKey(),
factory.create(key, md, buildTemplate, options, decoder, errorDecoder));
}
return result;
}

这段代码的逻辑是:

  1. 通过Contract解析接口方法,生成MethodMetadata,默认的Contract解析Feign自定义的http注解
  2. 根据MethodMetadata方法元数据生成特定的RequestTemplate的工厂
  3. 使用SynchronousMethodHandler.Factory工厂创建SynchronousMethodHandler
    这里有两个工厂不要搞混淆了,SynchronousMethodHandler工厂和RequestTemplate工厂,SynchronousMethodHandler的属性包含RequestTemplate工厂

Contract解析接口方法生成MethodMetadata

feign默认的解析器是Contract.Default继承了Contract.BaseContract,解析生成MethodMetadata方法入口:

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@Override
public List<MethodMetadata> parseAndValidatateMetadata(Class<?> targetType) {
。。。
Map<String, MethodMetadata> result = new LinkedHashMap<String, MethodMetadata>();
for (Method method : targetType.getMethods()) {
。。。
MethodMetadata metadata = parseAndValidateMetadata(targetType, method);
。。。
result.put(metadata.configKey(), metadata);
}
return new ArrayList<MethodMetadata>(result.values());
}

protected MethodMetadata parseAndValidateMetadata(Class<?> targetType, Method method) {
MethodMetadata data = new MethodMetadata();
data.returnType(Types.resolve(targetType, targetType, method.getGenericReturnType()));
data.configKey(Feign.configKey(targetType, method));

if(targetType.getInterfaces().length == 1) {
processAnnotationOnClass(data, targetType.getInterfaces()[0]);
}
//处理Class上的注解
processAnnotationOnClass(data, targetType);

for (Annotation methodAnnotation : method.getAnnotations()) {
//处理方法注解
processAnnotationOnMethod(data, methodAnnotation, method);
}
。。。
Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
//方法参数注解
Annotation[][] parameterAnnotations = method.getParameterAnnotations();
int count = parameterAnnotations.length;
for (int i = 0; i < count; i++) {
boolean isHttpAnnotation = false;
if (parameterAnnotations[i] != null) {
isHttpAnnotation = processAnnotationsOnParameter(data, parameterAnnotations[i], i);
}
if (parameterTypes[i] == URI.class) {
//参数类型是URI,后面构造http请求时,使用该URI
data.urlIndex(i);
} else if (!isHttpAnnotation) {
//如果没有被http注解,就是body参数
。。。
data.bodyIndex(i);
data.bodyType(Types.resolve(targetType, targetType, genericParameterTypes[i]));
}
}

if (data.headerMapIndex() != null) {
//@HeaderMap注解的参数必须是Map,key类型必须是String
checkMapString("HeaderMap", parameterTypes[data.headerMapIndex()], genericParameterTypes[data.headerMapIndex()]);
}

if (data.queryMapIndex() != null) {
if (Map.class.isAssignableFrom(parameterTypes[data.queryMapIndex()])) {
//@QueryMap注解的参数如果是Map,key类型必须是String
checkMapKeys("QueryMap", genericParameterTypes[data.queryMapIndex()]);
}
}
return data;
}

protected void processAnnotationOnClass(MethodMetadata data, Class<?> targetType) {
if (targetType.isAnnotationPresent(Headers.class)) {
//被Headers注解
String[] headersOnType = targetType.getAnnotation(Headers.class).value();
。。。
//header解析成map,加到MethodMetadata中
Map<String, Collection<String>> headers = toMap(headersOnType);
headers.putAll(data.template().headers());
data.template().headers(null); // to clear
data.template().headers(headers);
}
}

protected void processAnnotationOnMethod(MethodMetadata data, Annotation methodAnnotation,
Method method) {
Class<? extends Annotation> annotationType = methodAnnotation.annotationType();
if (annotationType == RequestLine.class) {
//@RequestLine注解
String requestLine = RequestLine.class.cast(methodAnnotation).value();
。。。
if (requestLine.indexOf(' ') == -1) {
。。。
data.template().method(requestLine);
return;
}
//http请求方法
data.template().method(requestLine.substring(0, requestLine.indexOf(' ')));
if (requestLine.indexOf(' ') == requestLine.lastIndexOf(' ')) {
// no HTTP version is ok
data.template().append(requestLine.substring(requestLine.indexOf(' ') + 1));
} else {
// skip HTTP version
data.template().append(
requestLine.substring(requestLine.indexOf(' ') + 1, requestLine.lastIndexOf(' ')));
}
//将'%2F'反转为'/'
data.template().decodeSlash(RequestLine.class.cast(methodAnnotation).decodeSlash());
//参数集合格式化方式,默认使用key=value0&key=value1
data.template().collectionFormat(RequestLine.class.cast(methodAnnotation).collectionFormat());

} else if (annotationType == Body.class) {
//@Body注解
String body = Body.class.cast(methodAnnotation).value();
。。。
if (body.indexOf('{') == -1) {
//body中不存在{,直接传入body
data.template().body(body);
} else {
//body中存在{,就是bodyTemplate方式
data.template().bodyTemplate(body);
}
} else if (annotationType == Headers.class) {
//@Header注解
String[] headersOnMethod = Headers.class.cast(methodAnnotation).value();
。。。
data.template().headers(toMap(headersOnMethod));
}
}

//处理参数上的注解
protected boolean processAnnotationsOnParameter(MethodMetadata data, Annotation[] annotations, int paramIndex) {
boolean isHttpAnnotation = false;
for (Annotation annotation : annotations) {
Class<? extends Annotation> annotationType = annotation.annotationType();
if (annotationType == Param.class) {
//@Param注解
Param paramAnnotation = (Param) annotation;
String name = paramAnnotation.value();
。。。
//增加到MethodMetadata中
nameParam(data, name, paramIndex);
//@Param注解的expander参数,定义参数的解释器,默认是ToStringExpander,调用参数的toString方法
Class<? extends Param.Expander> expander = paramAnnotation.expander();
if (expander != Param.ToStringExpander.class) {
data.indexToExpanderClass().put(paramIndex, expander);
}
//参数是否已经urlEncoded,如果没有,会使用urlEncoded方式编码
data.indexToEncoded().put(paramIndex, paramAnnotation.encoded());
isHttpAnnotation = true;
String varName = '{' + name + '}';
if (!data.template().url().contains(varName) &&
!searchMapValuesContainsSubstring(data.template().queries(), varName) &&
!searchMapValuesContainsSubstring(data.template().headers(), varName)) {
//如果参数不在path里面,不在query里面,不在header里面,就设置到formParam中
data.formParams().add(name);
}
} else if (annotationType == QueryMap.class) {
//@QueryMap注解,注解参数对象时,将该参数转换为http请求参数格式发送
。。。
data.queryMapIndex(paramIndex);
data.queryMapEncoded(QueryMap.class.cast(annotation).encoded());
isHttpAnnotation = true;
} else if (annotationType == HeaderMap.class) {
//@HeaderMap注解,注解一个Map类型的参数,放入http header中发送
。。。
data.headerMapIndex(paramIndex);
isHttpAnnotation = true;
}
}
return isHttpAnnotation;
}

代码稍微有点多,但是逻辑很清晰,先处理类上的注解,再处理方法上注解,最后处理方法参数注解,把所有注解的情况都处理到就可以了。

生成的MethodMetadata的结构如下:

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public final class MethodMetadata implements Serializable {
//标识方法的key,接口名加方法签名:GitHub#contributors(String,String)
private String configKey;
//方法返回值类型
private transient Type returnType;
//uri参数的位置,方法中可以写个uri参数,发请求时直接使用这个参数
private Integer urlIndex;
//body参数的位置,只能有一个未注解的参数为body,否则报错
private Integer bodyIndex;
//headerMap参数的位置
private Integer headerMapIndex;
//@QueryMap注解参数位置
private Integer queryMapIndex;
//@QueryMap注解里面encode参数,是否已经urlEncode编码过了
private boolean queryMapEncoded;
//body的类型
private transient Type bodyType;
//RequestTemplate 原型
private RequestTemplate template = new RequestTemplate();
//form请求参数
private List<String> formParams = new ArrayList<String>();
//方法参数位置和名称的map
private Map<Integer, Collection<String>> indexToName ;
//@Param中注解的expander方法,可以指定解析参数类
private Map<Integer, Class<? extends Expander>> indexToExpanderClass ;
//参数是否被urlEncode编码过了,@Param中encoded方法
private Map<Integer, Boolean> indexToEncoded ;
//自定义的Expander
private transient Map<Integer, Expander> indexToExpander;

Contract也是feign的一个扩展点,一个优秀组件的架构通常是具有很强的扩展性,feign的架构本身很简单,设计的扩展点也很简单方便,所以受到spring的青睐,将其集成到spring cloud中。spring cloud就是通过Contract的扩展,实现使用springMVC的注解接入feign。feign自己还实现了使用jaxrs注解接入feign。

初始化总结

上文已经完成了feign初始化结构为动态代理的整个过程,简单的捋一遍:

  1. 初始化Feign.Builder传入参数,构造ReflectiveFeign
  2. ReflectiveFeign通过内部类ParseHandlersByNameContract属性,解析接口生成MethodMetadata
  3. ParseHandlersByName根据MethodMetadata生成RequestTemplate工厂
  4. ParseHandlersByName创建SynchronousMethodHandler,传入MethodMetadataRequestTemplate工厂和Feign.Builder相关参数
  5. ReflectiveFeign创建FeignInvocationHandler,传入参数SynchronousMethodHandler,绑定DefaultMethodHandler
  6. ReflectiveFeign根据FeignInvocationHandler创建Proxy

关键的几个类是:

  • ReflectiveFeign 初始化入口
  • FeignInvocationHandler 实现动态代理的InvocHandler
  • SynchronousMethodHandler 方法处理器,方法调用处理器
  • MethodMetadata 方法元数据

接口调用

为方便理解,分析完feign源码后,我将feign执行过程分成三层,如下图:

三层分别为:

  • 代理层 动态代理调用层
  • 转换层 方法转http请求,解码http响应
  • 网络层 http请求发送

java动态代理接口方法调用,会调用到InvocaHandler的invoke方法,feign里面实现类是FeignInvocationHandler,invoke代码如下:

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private final Map<Method, MethodHandler> dispatch;

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
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return dispatch.get(method).invoke(args);
}

根据方法找到MethodHandler,除接口的default方法外,找到的是SynchronousMethodHandler对象,然后调用SynchronousMethodHandlerd.invoke方法:

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public Object invoke(Object[] argv) throws Throwable {
//buildTemplateFromArgs是RequestTemplate工程对象,根据方法参数创建RequestTemplate
RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);
//重试设置
Retryer retryer = this.retryer.clone();
while (true) {
try {
//执行和解码
return executeAndDecode(template);
} catch (RetryableException e) {
retryer.continueOrPropagate(e);
。。。
continue;
}
}
}

Object executeAndDecode(RequestTemplate template) throws Throwable {
//RequestTemplate转换为Request
Request request = targetRequest(template)
。。。
Response response;
long start = System.nanoTime();
try {
response = client.execute(request, options);
response.toBuilder().request(request).build();
} catch (IOException e) {
。。。
throw errorExecuting(request, e);
}
long elapsedTime = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(System.nanoTime() - start);

boolean shouldClose = true;
try {
。。。
if (Response.class == metadata.returnType()) {
//如果接口方法返回的是Response类
if (response.body() == null) {
//body为空,直接返回
return response;
}
if (response.body().length() == null ||
response.body().length() > MAX_RESPONSE_BUFFER_SIZE) {
//body不为空,且length>最大缓存值,返回response,但是不能关闭response
shouldClose = false;
return response;
}
// 读取body字节数组,返回response
byte[] bodyData = Util.toByteArray(response.body().asInputStream());
return response.toBuilder().body(bodyData).build();
}
if (response.status() >= 200 && response.status() < 300) {
//响应成功
if (void.class == metadata.returnType()) {
//接口返回void
return null;
} else {
//解码response,直接调用decoder解码
Object result = decode(response);
shouldClose = closeAfterDecode;
return result;
}
} else if (decode404 && response.status() == 404 && void.class != metadata.returnType()) {
//404解析
Object result = decode(response);
shouldClose = closeAfterDecode;
return result;
} else {
//其他返回码,使用errorDecoder解析,抛出异常
throw errorDecoder.decode(metadata.configKey(), response);
}
} catch (IOException e) {
throw errorReading(request, response, e);
} finally {
//是否需要关闭response,根据Feign.Builder 参数设置是否要关闭流
if (shouldClose) {
ensureClosed(response.body());
}
}
}

过程比较简单,生成RquestTemplate -> 转换为Request -> client发请求 -> Decoder解析Response

RquestTemplate构建过程

先看看RequestTemplate的结构:

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private static final long serialVersionUID = 1L;
//请求参数 ?后面的name=value
private final Map<String, Collection<String>> queries ;
//请求头
private final Map<String, Collection<String>> headers ;
//请求方法 GET/POST等
private String method;
//请求路径
private StringBuilder url = new StringBuilder();
//字符集
private transient Charset charset;
//请求体
private byte[] body;
//@Body("%7B\"user_name\": \"{user_name}\", \"password\": \"{password}\"%7D")注解的模板
private String bodyTemplate;
//是否decode削减,将"%2F"反转为"/"
private boolean decodeSlash = true;
//集合格式化,分隔符
private CollectionFormat collectionFormat = CollectionFormat.EXPLODED;

SynchronousMethodHandler.invoke方法中生成RequestTemplate

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//buildTemplateFromArgs是RequestTemplate.Factory实现类
RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);

RequestTemplate.Factory有三个实现类:

  • BuildTemplateByResolvingArgs RequestTemplate工厂
  • BuildEncodedTemplateFromArgs BuildTemplateByResolvingArgs的子类 重载resolve方法,解析form表单请求
  • BuildFormEncodedTemplateFromArgs BuildTemplateByResolvingArgs的子类,重载resolve方法,解析body请求

BuildTemplateByResolvingArgs创建RequestTemplatecreate方法:

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//BuildTemplateByResolvingArgs实现RequestTemplate.Factory的方法
public RequestTemplate create(Object[] argv) {
RequestTemplate mutable = new RequestTemplate(metadata.template());
if (metadata.urlIndex() != null) {
//插入接口方法参数中的URI
int urlIndex = metadata.urlIndex();
mutable.insert(0, String.valueOf(argv[urlIndex]));
}
Map<String, Object> varBuilder = new LinkedHashMap<String, Object>();
//方法参数位置和请求定义的参数名称的map
for (Entry<Integer, Collection<String>> entry : metadata.indexToName().entrySet()) {
//将方法参数值和定义的请求参数进行映射,varBuilder
int i = entry.getKey();
Object value = argv[entry.getKey()];
if (value != null) { // Null values are skipped.
if (indexToExpander.containsKey(i)) {
value = expandElements(indexToExpander.get(i), value);
}
for (String name : entry.getValue()) {
varBuilder.put(name, value);
}
}
}
//解析RequestTemplate
RequestTemplate template = resolve(argv, mutable, varBuilder);
//解析queryMap,这块代码有些奇怪,为什么单独把queryMap放在这里解析,而不是在resolve方法中,或者在RequestTemplate中
if (metadata.queryMapIndex() != null) {
// add query map parameters after initial resolve so that they take
// precedence over any predefined values
Object value = argv[metadata.queryMapIndex()];
Map<String, Object> queryMap = toQueryMap(value);
template = addQueryMapQueryParameters(queryMap, template);
}
//解析headerMap定义的参数
if (metadata.headerMapIndex() != null) {
template = addHeaderMapHeaders((Map<String, Object>) argv[metadata.headerMapIndex()], template);
}

return template;
}

//BuildTemplateByResolvingArgs
protected RequestTemplate resolve(Object[] argv, RequestTemplate mutable,
Map<String, Object> variables) {
// 根据需要进行urlEncode参数
Map<String, Boolean> variableToEncoded = new LinkedHashMap<String, Boolean>();
for (Entry<Integer, Boolean> entry : metadata.indexToEncoded().entrySet()) {
Collection<String> names = metadata.indexToName().get(entry.getKey());
for (String name : names) {
variableToEncoded.put(name, entry.getValue());
}
}
//解析参数
return mutable.resolve(variables, variableToEncoded);
}

//BuildEncodedTemplateFromArgs
protected RequestTemplate resolve(Object[] argv, RequestTemplate mutable,
Map<String, Object> variables) {
Object body = argv[metadata.bodyIndex()];
checkArgument(body != null, "Body parameter %s was null", metadata.bodyIndex());
try {
//编码并设置RequestTemplate的body
encoder.encode(body, metadata.bodyType(), mutable);
} catch (EncodeException e) {
throw e;
} catch (RuntimeException e) {
throw new EncodeException(e.getMessage(), e);
}
return super.resolve(argv, mutable, variables);
}

//BuildFormEncodedTemplateFromArgs
protected RequestTemplate resolve(Object[] argv, RequestTemplate mutable,
Map<String, Object> variables) {
//构造form参数,为HashMap
Map<String, Object> formVariables = new LinkedHashMap<String, Object>();
for (Entry<String, Object> entry : variables.entrySet()) {
if (metadata.formParams().contains(entry.getKey())) {
formVariables.put(entry.getKey(), entry.getValue());
}
}
try {
//编码并设置RequestTemplate的body,
encoder.encode(formVariables, Encoder.MAP_STRING_WILDCARD, mutable);
} catch (EncodeException e) {
throw e;
} catch (RuntimeException e) {
throw new EncodeException(e.getMessage(), e);
}
//调用父类的resolve
return super.resolve(argv, mutable, variables);
}

RequestTemplate解析参数的方法:

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//RequestTemplate解析参数的方法
RequestTemplate resolve(Map<String, ?> unencoded, Map<String, Boolean> alreadyEncoded) {
//替换请求Query中的参数
replaceQueryValues(unencoded, alreadyEncoded);
Map<String, String> encoded = new LinkedHashMap<String, String>();
for (Entry<String, ?> entry : unencoded.entrySet()) {
final String key = entry.getKey();
final Object objectValue = entry.getValue();
String encodedValue = encodeValueIfNotEncoded(key, objectValue, alreadyEncoded);
encoded.put(key, encodedValue);
}
//解析Url,替换path中的参数
String resolvedUrl = expand(url.toString(), encoded).replace("+", "%20");
if (decodeSlash) {
resolvedUrl = resolvedUrl.replace("%2F", "/");
}
url = new StringBuilder(resolvedUrl);
//解析http请求的header
Map<String, Collection<String>> resolvedHeaders = new LinkedHashMap<String, Collection<String>>();
for (String field : headers.keySet()) {
Collection<String> resolvedValues = new ArrayList<String>();
for (String value : valuesOrEmpty(headers, field)) {
String resolved = expand(value, unencoded);
resolvedValues.add(resolved);
}
resolvedHeaders.put(field, resolvedValues);
}
headers.clear();
headers.putAll(resolvedHeaders);
//处理bodyTemplate
if (bodyTemplate != null) {
body(urlDecode(expand(bodyTemplate, encoded)));
}
return this;
}

//工具方法,将含有{varName}的字符串模板中的变量名用变量值替换
public static String expand(String template, Map<String, ?> variables) {
if (checkNotNull(template, "template").length() < 3) {
return template;
}
checkNotNull(variables, "variables for %s", template);

boolean inVar = false;
StringBuilder var = new StringBuilder();
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (char c : template.toCharArray()) {
switch (c) {
case '{':
if (inVar) {
// '{{' is an escape: write the brace and don't interpret as a variable
builder.append("{");
inVar = false;
break;
}
inVar = true;
break;
case '}':
if (!inVar) { // then write the brace literally
builder.append('}');
break;
}
inVar = false;
String key = var.toString();
Object value = variables.get(var.toString());
if (value != null) {
builder.append(value);
} else {
builder.append('{').append(key).append('}');
}
var = new StringBuilder();
break;
default:
if (inVar) {
var.append(c);
} else {
builder.append(c);
}
}
}
return builder.toString();
}

RquestTemplate转换Request

先来看看Request的结构,完整的http请求信息的定义:

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private final String method;
private final String url;
private final Map<String, Collection<String>> headers;
private final byte[] body;
private final Charset charset;

SynchronousMethodHandlertargetRequest方法将RequestTemplate转换为Request

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Request targetRequest(RequestTemplate template) {
//先应用所用拦截器,拦截器是在Feign.Builder中传入的,拦截器可以修改RequestTemplate信息
for (RequestInterceptor interceptor : requestInterceptors) {
interceptor.apply(template);
}
//调用Target的apply方法,默认Target是HardCodedTarget
return target.apply(new RequestTemplate(template));
}

这块先应用所有拦截器,然后target的apply方法。拦截器和target都是扩展点,拦截器可以在构造好RequestTemplate后和发请求前修改请求信息,target默认使用HardCodedTarget直接发请求,feign还提供了LoadBalancingTarget,适配Ribbon来发请求,实现客户端的负载均衡。

创建过程:

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  //HardCodedTarget的apply方法
public Request apply(RequestTemplate input) {
if (input.url().indexOf("http") != 0) {
input.insert(0, url());
}
//调用RequestTemplate的request方法
return input.request();
}

//RequestTemplate的request方法
public Request request() {
//安全拷贝所有header
Map<String, Collection<String>> safeCopy = new LinkedHashMap<String, Collection<String>>();
safeCopy.putAll(headers);
//调用Request的create静态方法
return Request.create(
method, url + queryLine(),
Collections.unmodifiableMap(safeCopy),
body, charset
);
}

//Request的create方法
public static Request create(String method, String url, Map<String, Collection<String>> headers,
byte[] body, Charset charset) {
//new 对象
return new Request(method, url, headers, body, charset);
}

从代码上可以看到,RequestTemplate基本上直接转为Request,没有做什么逻辑操作。对比下LoadBalancingTarget

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public Request apply(RequestTemplate input) {
//选取一个Server,lb是Ribbon的AbstractLoadBalancer类
Server currentServer = lb.chooseServer(null);
//生成url
String url = format("%s://%s%s", scheme, currentServer.getHostPort(), path);
input.insert(0, url);
try {
//生成Request
return input.request();
} finally {
lb.getLoadBalancerStats().incrementNumRequests(currentServer);
}
}

可以看到,非常简单的几行代码,只要修改请求的url就能实现客户端负载均衡。

http请求发送

SynchronousMethodHandler中构造好Request后,直接调用client的execute方法发送请求:

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response = client.execute(request, options);

client是一个Client接口,默认实现类是Client.Default,使用java api中的HttpURLConnection发送http请求。feign还实现了:

  • ApacheHttpClient
  • OkHttpClient
  • RibbonClient
    使用RibbonClient跟使用LoadBalancingTarget作用都是实现客户端负载均衡,RibbonClient实现稍微复杂些。

接口调用过程总结

我们再将接口调用过程捋一遍:

1、接口的动态代理Proxy调用接口方法会执行的FeignInvocationHandler
2、FeignInvocationHandler通过方法签名在属性Map<Method, MethodHandler> dispatch中找到SynchronousMethodHandler,调用invoke方法
3、SynchronousMethodHandlerinvoke方法根据传入的方法参数,通过自身属性工厂对象RequestTemplate.Factory创建RequestTemplate,工厂里面会用根据需要进行Encode
4、SynchronousMethodHandler遍历自身属性RequestInterceptor列表,对RequestTemplate进行改造
4、SynchronousMethodHandler调用自身Target属性的apply方法,将RequestTemplate转换为Request对象
5、SynchronousMethodHandler调用自身Clientexecute方法,传入Request对象
6、ClientRequest转换为http请求,发送后将http响应转换为Response对象
7、SynchronousMethodHandler调用Decoder的方法对Response对象解码后返回
8、返回的对象最后返回到Proxy

时序图如下:

feign扩展点总结

前文分析源代码时,已经提到了feign的扩展点,最后我们再将feign的主要扩展点进行总结一下:

  • Contract 契约
    Contract的作用是解析接口方法,生成Rest定义。feign默认使用自己的定义的注解,还提供了
    • JAXRSContract javax.ws.rs注解接口实现
      SpringContract是spring cloud提供SpringMVC注解实现方式。
  • InvocationHandler 动态代理handler
    通过InvocationHandlerFactory注入到Feign.Builder中,feign提供了Hystrix的扩展,实现Hystrix接入

  • Encoder 请求body编码器
    feign已经提供扩展包含:

    • 默认编码器,只能处理String和byte[]
    • json编码器GsonEncoderJacksonEncoder
    • XML编码器JAXBEncoder
  • Decoder http响应解码器
    最基本的有:
    • json解码器 GsonDecoderJacksonDecoder
    • XML解码器 JAXBDecoder
    • Stream流解码器 StreamDecoder
  • Target 请求转换器
    feign提供的实现有:
    • HardCodedTarget 默认Target,不做任何处理。
    • LoadBalancingTarget 使用Ribbon进行客户端路由
  • Client 发送http请求的客户端
    feign提供的Client实现有:
    • Client.Default 默认实现,使用java api的HttpClientConnection发送http请求
    • ApacheHttpClient 使用apache的Http客户端发送请求
    • OkHttpClient 使用OKHttp客户端发送请求
    • RibbonClient 使用Ribbon进行客户端路由
  • RequestInterceptor 请求拦截器
    调用客户端发请求前,修改RequestTemplate,比如为所有请求添加Header就可以用拦截器实现。

  • Retryer 重试策略
    默认的策略是Retryer.Default,包含3个参数:间隔、最大间隔和重试次数,第一次失败重试前会sleep输入的间隔时间的,后面每次重试sleep时间是前一次的1.5倍,超过最大时间或者最大重试次数就失败

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