简化本地Feign调用

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：

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：

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。

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：

图片

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

Feign 的实现和工作原理，我以前写过一篇简单的源码分析，大家可以简单花个几分钟先铺垫一下，Feign 核心源码解析。明白了原理，后面理解起来更方便一些。

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：

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。

https://docs.spring.io/spring-cloud-openfeign/docs/2.2.9.RELEASE/reference/html/#creating-feign-clients-manually

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。

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<HttpMessageConverters> messageConverters= () -> new HttpMessageConverters(httpMessageConverter);
        SpringDecoder springDecoder = new SpringDecoder(messageConverters);
        return new ResponseEntityDecoder(springDecoder);
    }

    @Bean
    public Encoder encoder(){
        HttpMessageConverter httpMessageConverter=new GsonHttpMessageConverter();
        ObjectFactory<HttpMessageConverters> 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<String,String> 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<BeanDefinition> 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<String, Object> 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<String, Object> 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<String, String> 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：

<dependency>
    <groupId>com.cn.hydra</groupId>
    <artifactId>feign-local-enhancer</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
</dependency>

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();
}