SpringCloud升级之路2020.0.x版-38. 实现自定义 WebClient 的 NamedContextFactory

干货满满张哈希

发布于 2021-12-30 16:04:09

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发布于 2021-12-30 16:04:09

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本系列代码地址：https://github.com/JoJoTec/spring-cloud-parent

实现 WeClient 的 NamedContextFactory

我们要实现的是不同微服务自动配置装载不同的 WebClient Bean，这样就可以通过 NamedContextFactory 实现。我们先来编写下实现这个 NamedContextFactory 整个的加载流程的代码，其结构图如下所示：

spring.factories

# AutoConfiguration
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
com.github.jojotech.spring.cloud.webflux.auto.WebClientAutoConfiguration

在 spring.factories 定义了自动装载的自动配置类 WebClientAutoConfiguration

WebClientAutoConfiguration

@Import(WebClientConfiguration.class)
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
public class WebClientAutoConfiguration {
}

WebClientAutoConfiguration 这个自动配置类 Import 了 WebClientConfiguration

WebClientConfiguration

@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@EnableConfigurationProperties(WebClientConfigurationProperties.class)
public class WebClientConfiguration {
    @Bean
    public WebClientNamedContextFactory getWebClientNamedContextFactory() {
        return new WebClientNamedContextFactory();
    }
}

WebClientConfiguration 中创建了 WebClientNamedContextFactory 这个 NamedContextFactory 的 Bean。在这个 NamedContextFactory 中，定义了默认配置 WebClientDefaultConfiguration。在这个默认配置中，主要是给每个微服务都定义了一个 WebClient

定义 WebClient 的配置类

我们编写下上一节定义的配置，包括：

微服务名称
微服务地址，服务地址，不填写则为 http://微服务名称
连接超时，使用 Duration，这样我们可以用更直观的配置了，例如 5ms，6s，7m 等等
响应超时，使用 Duration，这样我们可以用更直观的配置了，例如 5ms，6s，7m 等等
可以重试的路径，默认只对 GET 方法重试，通过这个配置增加针对某些非 GET 方法的路径的重试；同时，这些路径可以使用 * 等路径匹配符，即 Spring 中的 AntPathMatcher 进行路径匹配多个路径。例如 /query/order/**

WebClientConfigurationProperties

@Data
@NoArgsConstructor
@ConfigurationProperties(prefix = "webclient")
public class WebClientConfigurationProperties {
    private Map<String, WebClientProperties> configs;
    @Data
    @NoArgsConstructor
    public static class WebClientProperties {
        private static AntPathMatcher antPathMatcher = new AntPathMatcher();
        private Cache<String, Boolean> retryablePathsMatchResult = Caffeine.newBuilder().build();
        /**
         * 服务地址，不填写则为 http://serviceName
         */
        private String baseUrl;
        /**
         * 微服务名称，不填写就是 configs 这个 map 的 key
         */
        private String serviceName;
        /**
         * 可以重试的路径，默认只对 GET 方法重试，通过这个配置增加针对某些非 GET 方法的路径的重试
         */
        private List<String> retryablePaths;
        /**
         * 连接超时
         */
        private Duration connectTimeout = Duration.ofMillis(500);
        /**
         * 响应超时
         */
        private Duration responseTimeout = Duration.ofSeconds(8);

        /**
         * 是否匹配
         * @param path
         * @return
         */
        public boolean retryablePathsMatch(String path) {
            if (CollectionUtils.isEmpty(retryablePaths)) {
                return false;
            }
            return retryablePathsMatchResult.get(path, k -> {
                return retryablePaths.stream().anyMatch(pattern -> antPathMatcher.match(pattern, path));
            });
        }
    }
}

粘合 WebClient 与 resilience4j

接下来粘合 WebClient 与 resilience4j 实现断路器以及重试逻辑，WebClient 基于 project-reactor 实现，resilience4j 官方提供了与 project-reactor 的粘合库：

<!--粘合 project-reactor 与 resilience4j，这个在异步场景经常会用到-->
<dependency>
    <groupId>io.github.resilience4j</groupId>
    <artifactId>resilience4j-reactor</artifactId>
</dependency>

参考官方文档，我们可以像下面这样给普通的 WebClient 增加相关组件：

增加重试器：

//由于还是在前面弄好的 spring-cloud 环境下，所以还是可以这样获取配置对应的 retry
Retry retry;
try {
    retry = retryRegistry.retry(name, name);
} catch (ConfigurationNotFoundException e) {
    retry = retryRegistry.retry(name);
}

Retry finalRetry = retry;
WebClient.builder().filter((clientRequest, exchangeFunction) -> {
    return exchangeFunction.exchange(clientRequest)
        //核心就是加入 RetryOperator
        .transform(RetryOperator.of(finalRetry));
})

这个 RetryOperator 其实就是使用了 project-reactor 中的 retryWhen 方法实现了 resilience4j 的 retry 机制：

RetryOperator

@Override
public Publisher<T> apply(Publisher<T> publisher) {
    //对于 mono 的处理
    if (publisher instanceof Mono) {
        Context<T> context = new Context<>(retry.asyncContext());
        Mono<T> upstream = (Mono<T>) publisher;
        return upstream.doOnNext(context::handleResult)
            .retryWhen(reactor.util.retry.Retry.withThrowable(errors -> errors.flatMap(context::handleErrors)))
            .doOnSuccess(t -> context.onComplete());
    } else if (publisher instanceof Flux) {
        //对于 flux 的处理
        Context<T> context = new Context<>(retry.asyncContext());
        Flux<T> upstream = (Flux<T>) publisher;
        return upstream.doOnNext(context::handleResult)
            .retryWhen(reactor.util.retry.Retry.withThrowable(errors -> errors.flatMap(context::handleErrors)))
            .doOnComplete(context::onComplete);
    } else {
        //不可能是 mono 或者 flux 以外的其他的
        throw new IllegalPublisherException(publisher);
    }
}

可以看出，其实主要填充了:

doOnNext(context::handleResult): 在有响应之后调用，将响应结果传入 retry 的 Context，判断是否需要重试以及重试间隔是多久，并且抛出异常 RetryDueToResultException
retryWhen(reactor.util.retry.Retry.withThrowable(errors -> errors.flatMap(context::handleErrors)))：捕捉异常 RetryDueToResultException，根据其中的间隔时间，返回 reactor 的重试间隔：Mono.delay(Duration.ofMillis(waitDurationMillis))
doOnComplete(context::onComplete)：请求完成，没有异常之后，调用 retry 的 complete 进行清理

增加断路器：

//由于还是在前面弄好的 spring-cloud 环境下，所以还是可以这样获取配置对应的 circuitBreaker
CircuitBreaker circuitBreaker;
try {
    circuitBreaker = circuitBreakerRegistry.circuitBreaker(instancId, finalServiceName);
} catch (ConfigurationNotFoundException e) {
    circuitBreaker = circuitBreakerRegistry.circuitBreaker(instancId);
}

CircuitBreaker finalCircuitBreaker = circuitBreaker;
WebClient.builder().filter((clientRequest, exchangeFunction) -> {
    return exchangeFunction.exchange(clientRequest)
        //核心就是加入 CircuitBreakerOperator
        .transform(CircuitBreakerOperator.of(finalCircuitBreaker));
})

类似的，CircuitBreakerOperator 其实也是粘合断路器与 reactor 的 publisher 中的一些 stage 方法，将结果的成功或者失败记录入断路器，这里需要注意，可能有的链路能走到 onNext，可能有的链路能走到 onComplete，也有可能都走到，所以这两个方法都要记录成功，并且保证只记录一次：

CircuitBreakerSubscriber

class CircuitBreakerSubscriber<T> extends AbstractSubscriber<T> {

    private final CircuitBreaker circuitBreaker;

    private final long start;
    private final boolean singleProducer;

    private final AtomicBoolean successSignaled = new AtomicBoolean(false);
    private final AtomicBoolean eventWasEmitted = new AtomicBoolean(false);

    protected CircuitBreakerSubscriber(CircuitBreaker circuitBreaker,
        CoreSubscriber<? super T> downstreamSubscriber,
        boolean singleProducer) {
        super(downstreamSubscriber);
        this.circuitBreaker = requireNonNull(circuitBreaker);
        this.singleProducer = singleProducer;
        this.start = circuitBreaker.getCurrentTimestamp();
    }

    @Override
    protected void hookOnNext(T value) {
        if (!isDisposed()) {
             //正常完成时，断路器也标记成功，因为可能会触发多次（因为 onComplete 也会记录），所以需要 successSignaled 标记只记录一次
            if (singleProducer && successSignaled.compareAndSet(false, true)) {
                circuitBreaker.onResult(circuitBreaker.getCurrentTimestamp() - start, circuitBreaker.getTimestampUnit(), value);
            }
            //标记事件已经发出，就是已经执行完 WebClient 的请求，后面判断取消的时候会用到
            eventWasEmitted.set(true);

            downstreamSubscriber.onNext(value);
        }
    }

    @Override
    protected void hookOnComplete() {
        //正常完成时，断路器也标记成功，因为可能会触发多次（因为 onNext 也会记录），所以需要 successSignaled 标记只记录一次
        if (successSignaled.compareAndSet(false, true)) {
            circuitBreaker.onSuccess(circuitBreaker.getCurrentTimestamp() - start, circuitBreaker.getTimestampUnit());
        }

        downstreamSubscriber.onComplete();
    }

    @Override
    public void hookOnCancel() {
        if (!successSignaled.get()) {
            //如果事件已经发出，那么也记录成功
            if (eventWasEmitted.get()) {
                circuitBreaker.onSuccess(circuitBreaker.getCurrentTimestamp() - start, circuitBreaker.getTimestampUnit());
            } else {
                //否则取消
                circuitBreaker.releasePermission();
            }
        }
    }

    @Override
    protected void hookOnError(Throwable e) {
        //记录失败
        circuitBreaker.onError(circuitBreaker.getCurrentTimestamp() - start, circuitBreaker.getTimestampUnit(), e);
        downstreamSubscriber.onError(e);
    }
}

我们会使用这个库进行粘合，但是不会直接使用上面的代码，因为考虑到：