什么是Feign？

Feign 的英文表意為“假裝，偽裝，變形”， 是一個(gè)http請(qǐng)求調(diào)用的輕量級(jí)框架，可以以Java接口注解的方式調(diào)用Http請(qǐng)求，而不用像Java中通過封裝HTTP請(qǐng)求報(bào)文的方式直接調(diào)用。Feign通過處理注解，將請(qǐng)求模板化，當(dāng)實(shí)際調(diào)用的時(shí)候，傳入?yún)?shù)，根據(jù)參數(shù)再應(yīng)用到請(qǐng)求上，進(jìn)而轉(zhuǎn)化成真正的請(qǐng)求，這種請(qǐng)求相對(duì)而言比較直觀。

Feign被廣泛應(yīng)用在Spring Cloud 的解決方案中，是學(xué)習(xí)基于Spring Cloud 微服務(wù)架構(gòu)不可或缺的重要組件。

開源項(xiàng)目地址：https://github.com/OpenFeign/feign

Feign解決了什么問題？

封裝了Http調(diào)用流程，更適合面向接口化的編程習(xí)慣
在服務(wù)調(diào)用的場(chǎng)景中，我們經(jīng)常調(diào)用基于Http協(xié)議的服務(wù)，而我們經(jīng)常使用到的框架可能有HttpURLConnection、Apache HttpComponnets、OkHttp3 、Netty等等，這些框架在基于自身的專注點(diǎn)提供了自身特性。而從角色劃分上來看，他們的職能是一致的提供Http調(diào)用服務(wù)。具體流程如下：

Feign是如何設(shè)計(jì)的？

工作原理

• 主程序入口添加了@EnableFeignClients注解開啟對(duì)FeignClient掃描加載處理。根據(jù)Feign Client的開發(fā)規(guī)范，定義接口并加@FeignClientd注解。

• 當(dāng)程序啟動(dòng)時(shí)，會(huì)進(jìn)行包掃描，掃描所有@FeignClients的注解的類，并且將這些信息注入Spring IOC容器中，當(dāng)定義的的Feign接口中的方法被調(diào)用時(shí)，通過JDK動(dòng)態(tài)代理方式，來生成具體的RequestTemplate。當(dāng)生成代理時(shí)，F(xiàn)eign會(huì)為每個(gè)接口方法創(chuàng)建一個(gè)RequestTemplate對(duì)象，該對(duì)象封裝可HTTP請(qǐng)求需要的全部信息，如請(qǐng)求參數(shù)名，請(qǐng)求方法等信息都是在這個(gè)過程中確定的。

• 然后RequestTemplate生成Request，然后把Request交給Client去處理，這里指的Client可以是JDK原生的URLConnection、Apache的HttpClient、也可以是OKhttp，最后Client被封裝到LoadBalanceClient類，這個(gè)類結(jié)合Ribbon負(fù)載均衡發(fā)起服務(wù)之間的調(diào)用。

1、基于面向接口的JDK動(dòng)態(tài)代理方式生成實(shí)現(xiàn)類

在使用feign 時(shí)，會(huì)定義對(duì)應(yīng)的接口類，在接口類上使用Http相關(guān)的注解，標(biāo)識(shí)HTTP請(qǐng)求參數(shù)信息，如下所示：

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

public static class Contributor {
    String login;
    int contributions;
}

public class MyApp {
    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 + ")");
        }
    }
}

在Feign 底層，通過基于面向接口的動(dòng)態(tài)代理方式生成實(shí)現(xiàn)類，將請(qǐng)求調(diào)用委托到動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)類，基本原理如下所示：

public class ReflectiveFeign extends Feign {

    @Override
    public <T> T newInstance(Target<T> target) {
        //根據(jù)接口類和Contract協(xié)議解析方式，解析接口類上的方法和注解，轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的MethodHandler處理方式
        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;
            } 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)));
            }
        }
        InvocationHandler handler = factory.create(target, methodToHandler);
        // 基于Proxy.newProxyInstance 為接口類創(chuàng)建動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)，將所有的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換給InvocationHandler 處理。
        T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(target.type().getClassLoader(),new Class<?>[] {target.type()}, handler);

        for (DefaultMethodHandler defaultMethodHandler : defaultMethodHandlers) {
            defaultMethodHandler.bindTo(proxy);
        }
        return proxy;
    }
}

2、根據(jù)Contract協(xié)議規(guī)則，解析接口類的注解信息，解析成內(nèi)部表現(xiàn)

Feign 定義了轉(zhuǎn)換協(xié)議，定義如下：

public interface Contract {

    //傳入接口定義，解析成相應(yīng)的方法內(nèi)部元數(shù)據(jù)表示
    List<MethodMetadata> parseAndValidateMetadata(Class<?> targetType);
}

默認(rèn)Contract 實(shí)現(xiàn)

Feign 默認(rèn)有一套自己的協(xié)議規(guī)范，規(guī)定了一些注解，可以映射成對(duì)應(yīng)的Http請(qǐng)求，如官方的一個(gè)例子：

public interface GitHub {
  
    @RequestLine("GET /repos/{owner}/{repo}/contributors")
    List<Contributor> getContributors(@Param("owner") String owner, @Param("repo") String repository);
  
    class Contributor {
        String login;
        int contributions;
    }
}

上述的例子中，嘗試調(diào)用GitHub.getContributors(“foo”,“myrepo”)的的時(shí)候，會(huì)轉(zhuǎn)換成如下的HTTP請(qǐng)求：

GET /repos/foo/myrepo/contributors
HOST XXXX.XXX.XXX

Feign 默認(rèn)的協(xié)議規(guī)范

具體FeignContract 是如何解析的，詳情請(qǐng)參考代碼：
https://github.com/OpenFeign/feign/blob/master/core/src/main/java/feign/Contract.java

2.1、基于Spring MVC的協(xié)議規(guī)范SpringMvcContract

OpenFeign是Spring Cloud 在Feign的基礎(chǔ)上支持了Spring MVC的注解
當(dāng)前Spring Cloud 微服務(wù)解決方案中spring-cloud-starter-openfeign，在Feign的基礎(chǔ)上支持了Spring MVC的注解，OpenFeign的@FeignClient可以解析SpringMVC的@RequestMapping注解下的接口，也就是說 ，寫客戶端請(qǐng)求接口和像寫服務(wù)端代碼一樣：客戶端和服務(wù)端可以通過SDK的方式進(jìn)行約定，客戶端只需要引入服務(wù)端發(fā)布的SDK API，就可以使用面向接口的編碼方式對(duì)接服務(wù)：

3、基于RequestBean動(dòng)態(tài)生成Request

根據(jù)傳入的Bean對(duì)象和注解信息，從中提取出相應(yīng)的值，來構(gòu)造Http Request 對(duì)象：

4、使用Encoder 將Bean轉(zhuǎn)換成 Http報(bào)文正文（消息解析和轉(zhuǎn)碼邏輯）

Feign 最終會(huì)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成Http 消息發(fā)送出去，傳入的請(qǐng)求對(duì)象最終會(huì)解析成消息體，如下所示：

在接口定義上Feign做的比較簡單，抽象出了Encoder 和decoder 接口：

public interface Encoder {
    Type MAP_STRING_WILDCARD = Util.MAP_STRING_WILDCARD;

    //將實(shí)體對(duì)象轉(zhuǎn)換成Http請(qǐng)求的消息正文中
    void encode(Object var1, Type var2, RequestTemplate var3) throws EncodeException;

    public static class Default implements Encoder {
        public Default() {
        }

        public void encode(Object object, Type bodyType, RequestTemplate template) {
            if (bodyType == String.class) {
                template.body(object.toString());
            } else if (bodyType == byte[].class) {
                template.body((byte[])((byte[])object), (Charset)null);
            } else if (object != null) {
                throw new EncodeException(String.format("%s is not a type supported by this encoder.", object.getClass()));
            }

        }
    }
}

public interface Decoder {

    //從Response 中提取Http消息正文，通過接口類聲明的返回類型，消息自動(dòng)裝配
    Object decode(Response response, Type type) throws IOException, DecodeException, FeignException;
    
    public class Default extends StringDecoder {

        @Override
        public Object decode(Response response, Type type) throws IOException {
            if (response.status() == 404 || response.status() == 204)
                return Util.emptyValueOf(type);
            if (response.body() == null)
                return null;
            if (byte[].class.equals(type)) {
                return Util.toByteArray(response.body().asInputStream());
            }
            return super.decode(response, type);
        }
    }
}   

目前Feign 有以下實(shí)現(xiàn)：

5、攔截器負(fù)責(zé)對(duì)請(qǐng)求和返回進(jìn)行裝飾處理

在請(qǐng)求轉(zhuǎn)換的過程中，F(xiàn)eign 抽象出來了攔截器接口，用于用戶自定義對(duì)請(qǐng)求的操作：

public interface RequestInterceptor {

    /**
     * 可以在構(gòu)造RequestTemplate 請(qǐng)求時(shí)，增加或者修改Header, Method, Body 等信息
     */
    void apply(RequestTemplate template);
}

比如，如果希望Http消息傳遞過程中被壓縮，可以定義一個(gè)請(qǐng)求攔截器：

public class FeignAcceptGzipEncodingInterceptor extends BaseRequestInterceptor {

    /**
     * Creates new instance of {@link FeignAcceptGzipEncodingInterceptor}.
     * @param properties the encoding properties
     */
    protected FeignAcceptGzipEncodingInterceptor(
            FeignClientEncodingProperties properties) {
        super(properties);
    }

    /**
     * {@inheritDoc}
     */
    @Override
    public void apply(RequestTemplate template) {
        //  在Header 頭部添加相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息
        addHeader(template, HttpEncoding.ACCEPT_ENCODING_HEADER,
                HttpEncoding.GZIP_ENCODING, HttpEncoding.DEFLATE_ENCODING);
    }

}

6、日志記錄

在發(fā)送和接收請(qǐng)求的時(shí)候，F(xiàn)eign定義了統(tǒng)一的日志門面來輸出日志信息 , 并且將日志的輸出定義了四個(gè)等級(jí)：

public abstract class Logger {

    /**
     * Controls the level of logging.
     */
    public enum Level {
        /**
         * No logging.
         */
        NONE,
        /**
         * Log only the request method and URL and the response status code and execution time.
         */
        BASIC,
        /**
         * Log the basic information along with request and response headers.
         */
        HEADERS,
        /**
         * Log the headers, body, and metadata for both requests and responses.
         */
        FULL
    }
}

7、基于重試器發(fā)送HTTP請(qǐng)求

Feign 內(nèi)置了一個(gè)重試器，當(dāng)HTTP請(qǐng)求出現(xiàn)IO異常時(shí)，F(xiàn)eign會(huì)有一個(gè)最大嘗試次數(shù)發(fā)送請(qǐng)求，以下是Feign核心
代碼邏輯：

final class SynchronousMethodHandler implements MethodHandler {

    @Override
    public Object invoke(Object[] argv) throws Throwable {
        //根據(jù)輸入?yún)?shù)，構(gòu)造Http 請(qǐng)求。
        RequestTemplate template = buildTemplateFromArgs.create(argv);
        Options options = findOptions(argv);
        // 克隆出一份重試器
        Retryer retryer = this.retryer.clone();
        // 嘗試最大次數(shù)，如果中間有結(jié)果，直接返回
        while (true) {
            try {
                return executeAndDecode(template, options);
            } catch (RetryableException e) {
                try {
                    retryer.continueOrPropagate(e);
                } catch (RetryableException th) {
                    Throwable cause = th.getCause();
                    if (propagationPolicy == UNWRAP && cause != null) {
                        throw cause;
                    } else {
                        throw th;
                    }
                }
                if (logLevel != Logger.Level.NONE) {
                    logger.logRetry(metadata.configKey(), logLevel);
                }
                continue;
            }
        }
    }
}

重試器有如下幾個(gè)控制參數(shù)：

具體的代碼實(shí)現(xiàn)可參考：
https://github.com/OpenFeign/feign/blob/master/core/src/main/java/feign/Retryer.java

8、發(fā)送Http請(qǐng)求

Feign 真正發(fā)送HTTP請(qǐng)求是委托給 feign.Client 來做的：

public interface Client {
    
    //執(zhí)行Http請(qǐng)求，并返回Response
    Response execute(Request request, Options options) throws IOException;
    
}

Feign 默認(rèn)底層通過JDK 的 java.net.HttpURLConnection 實(shí)現(xiàn)了feign.Client接口類，在每次發(fā)送請(qǐng)求的時(shí)候，都會(huì)創(chuàng)建新的HttpURLConnection 鏈接，這也就是為什么默認(rèn)情況下Feign的性能很差的原因?？梢酝ㄟ^拓展該接口，使用Apache HttpClient 或者OkHttp3等基于連接池的高性能Http客戶端，我們項(xiàng)目內(nèi)部使用的就是OkHttp3作為Http 客戶端。

三、Feign性能優(yōu)化

Feign 整體框架非常小巧，在處理請(qǐng)求轉(zhuǎn)換和消息解析的過程中，基本上沒什么時(shí)間消耗。真正影響性能的，是處理Http請(qǐng)求的環(huán)節(jié)。由于默認(rèn)情況下，F(xiàn)eign采用的是JDK的HttpURLConnection，所以整體性能并不高。需要進(jìn)行性能優(yōu)化，通常采用ApacheHttpClient或者OKHttp，加入連接池技術(shù)。

3.1、使用ApacheHttpClient

相關(guān)類：

org.springframework.cloud.openfeign.ribbon.HttpClientFeignLoadBalancedConfiguration
org.springframework.cloud.openfeign.support.FeignHttpClientProperties

引入依賴：

<!-- Http Client 支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
    <artifactId>httpclient</artifactId>
</dependency>

<!-- Apache Http Client 對(duì) Feign 支持 -->
<dependency>
    <groupId>com.netflix.feign</groupId>
    <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
    <version>${feign-httpclient.version}</version>
</dependency>

配置文件：

### Feign 配置
feign:
  httpclient:
    # 開啟 Http Client
    enabled: true
    # 最大連接數(shù)，默認(rèn)：200
    max-connections: 200
    # 最大路由，默認(rèn)：50
    max-connections-per-route: 50
    # 連接超時(shí)，默認(rèn)：2000/毫秒
    connection-timeout: 2000
    # 生存時(shí)間，默認(rèn)：900L
    time-to-live: 900
    # 響應(yīng)超時(shí)的時(shí)間單位，默認(rèn)：TimeUnit.SECONDS
    #timeToLiveUnit: SECONDS

注意：
ApacheHttpClient的請(qǐng)求鏈接數(shù)是由最大連接數(shù)和最大路由數(shù)共同決定，最大路由數(shù)默認(rèn)是2，這里一定要進(jìn)行設(shè)置。不然會(huì)出現(xiàn)大量線程阻塞，等待獲取http鏈接，直到超時(shí)的異常（wait timeout）。

3.2、使用OKHttp

OKHttp 是現(xiàn)在比較常用的一個(gè) HTTP 客戶端訪問工具，具有以下特點(diǎn)：

• 支持 SPDY，可以合并多個(gè)到同一個(gè)主機(jī)的請(qǐng)求。
• 使用連接池技術(shù)減少請(qǐng)求的延遲（如果SPDY是可用的話）。
• 使用 GZIP 壓縮減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
• 緩存響應(yīng)避免重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

相關(guān)類：

org.springframework.cloud.openfeign.FeignAutoConfiguration.OkHttpFeignConfiguration

引入依賴：

<!-- OKHttp 對(duì) Feign 支持 -->
<dependency>
    <groupId>io.github.openfeign</groupId>
    <artifactId>feign-okhttp</artifactId>
</dependency>

配置文件：

### Feign 配置
feign:
  httpclient:
    # 是否開啟 Http Client
    enabled: false
#    # 最大連接數(shù)，默認(rèn)：200
#    max-connections: 200
#    # 最大路由，默認(rèn)：50
#    max-connections-per-route: 50
#    # 連接超時(shí)，默認(rèn)：2000/毫秒
#    connection-timeout: 2000
#    # 生存時(shí)間，默認(rèn)：900L
#    time-to-live: 900
#    # 響應(yīng)超時(shí)的時(shí)間單位，默認(rèn)：TimeUnit.SECONDS
##    timeToLiveUnit: SECONDS
  okhttp:
    enabled: true

配置類：

/**
 * @Description：Feign 底層使用 OKHttp 訪問配置
 */
@Configuration
@ConditionalOnClass(Feign.class)
@AutoConfigureBefore(FeignAutoConfiguration.class)
public class FeignClientOkHttpConfiguration {

    @Bean
    public OkHttpClient okHttpClient() {
        return new OkHttpClient.Builder()
                // 連接超時(shí)
                .connectTimeout(20, TimeUnit.SECONDS)
                // 響應(yīng)超時(shí)
                .readTimeout(20, TimeUnit.SECONDS)
                // 寫超時(shí)
                .writeTimeout(20, TimeUnit.SECONDS)
                // 是否自動(dòng)重連
                .retryOnConnectionFailure(true)
                // 連接池
                .connectionPool(new ConnectionPool())
                .build();
    }

}

注意：
如果發(fā)現(xiàn)配置的超時(shí)時(shí)間無效，可以添加以下配置，因?yàn)樽x取超時(shí)配置的時(shí)候沒有讀取上面的okhttp的配置參數(shù)，而是從Request中讀取。具體配置如下所示:

@Bean
public Request.Options options(){
    return new Request.Options(60000,60000);
}

3.3、undertow替換tomcat

如果將tomcat 換成 undertow，這個(gè)性能在 Jmeter 的壓測(cè)下，undertow 比 tomcat 高一倍。

pom文件：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
</dependency>

配置項(xiàng)：

server: 
  undertow: 
    max-http-post-size: 0 
# 設(shè)置IO線程數(shù), 它主要執(zhí)行非阻塞的任務(wù),它們會(huì)負(fù)責(zé)多個(gè)連接, 默認(rèn)設(shè)置每個(gè)CPU核心一個(gè)線程,數(shù)量和CPU 內(nèi)核數(shù)目一樣即可
    io-threads: 4
# 阻塞任務(wù)線程池, 當(dāng)執(zhí)行類似servlet請(qǐng)求阻塞操作, undertow會(huì)從這個(gè)線程池中取得線程,它的值設(shè)置取決于系統(tǒng)的負(fù)載  io-threads*8
    worker-threads: 32
# 以下的配置會(huì)影響buffer,這些buffer會(huì)用于服務(wù)器連接的IO操作,有點(diǎn)類似netty的池化內(nèi)存管理
# 每塊buffer的空間大小,越小的空間被利用越充分
    buffer-size: 1024
# 每個(gè)區(qū)分配的buffer數(shù)量 , 所以pool的大小是buffer-size * buffers-per-region
#   buffers-per-region: 1024 # 這個(gè)參數(shù)不需要寫了
# 是否分配的直接內(nèi)存
    direct-buffers: true

參考：
https://www.icode9.com/content-4-628558.html

https://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/82821294