Spring Cloud OpenFeign远程调用性能优化

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Spring Cloud OpenFeign远程调用性能优化

前沿

Feign是Netflix公司写的,是SpringCloud组件中的一个轻量级RESTful的HTTP服务客户端,是SpringCloud中的第一代负载均衡客户端。OpenFeign是Spring官方推出的一种声明式服务调用和负载均衡组件,它的出现就是为了替代已经进入停更维护状态的Feign(Netflix Feign),OpenFeign作为远程调用组件在微服务扮演着头等重要的角色。

了解OpenFeign远程调用原理,可以参考上一篇文章:Spring Cloud OpenFeign - 远程调用

本文主要是分享一下OpenFeign几个方面优化的小技巧,主要分为以下几点:

  • 请求通讯连接优化
  • 超时优化
  • 负载均衡
  • 数据压缩
  • 日志级别优化

一、请求通讯连接优化

OpenFeign底层通信组件默认使用JDK自带的URLConnection对象进行HTTP请求的,因为没有使用连接池,所以性能不是很好。我们可以将OpenFeign的通讯组件,手动替换成像Apache HttpClientOKHttp这样的专用通信组件,这些的专用通信组件自带连接池可以更好地对 HTTP 连接对象进行重用与管理,同时也能大大的提升 HTTP 请求的效率。接下来我以Apache HttpClient为例,演示一下专用通讯组件的替换使用。

1.1 添加pom依赖

<!-- 添加 openfeign 框架依赖 -->
<dependency>
   <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
   <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
</dependency>
<!-- 添加 httpclient 框架依赖 -->
<dependency>
   <groupId>io.github.openfeign</groupId>
   <artifactId>feign-httpclient</artifactId>
</dependency>
复制代码

1.2 开启Apache HttpClient使用

启动Apache HttpClient,在项目配置文件application.yml中添加以下配置:

spring:
  cloud:
    feign:
      client:
        httpclient:
          # 默认Feign使用的是JDK自带的URLConnection进行Http请求的,手动替换成Apache HttpClient专用的通信组件
          enabled: true   
复制代码

验证Apache HttpClient配置是否生效,通过debug调试,在feign.SynchronousMethodHandler#executeAndDecode()方法上打端断点,通过发起一个远程调用请求,在没配置替换前,是这样的:

OpenFeign远程调用优化-未配置Apache HttpClient前.png

配置替换后,可以看看默认使用的client是已经被替换成Apache HttpClient:

OpenFeign-远程请求连接调用优化.png

二、Ribbon超时优化

OpenFeignFeign底层都内置了Ribbon负载均衡组件,在导入OpenFeign依赖后无需专门导入Ribbon依赖。OpenFeign也因此使用了Ribbon的请求连接超时时间和请求处理超时时间作为其超时时间,而Ribbon默认的请求连接超时时间和请求处理超时时间都是1s,如下源码所示:

image.png

所以我们使用OpenFeign远程调用微服务接口响应时间超过1s时,就会出以下报错:

image.png

2.1 设置OpenFeign调用超时时间

在项目配置文件application.yml中添加配置:

# 远程调用优化
feign:
  client:
    httpclient:
      # 默认Feign使用的是JDK自带的URLConnection进行Http请求的,手动替换成Apache HttpClient专用的通信组件
      enabled: true
    config:
      default: # 设置的全局超时时间
        connectTimeout: 3000 # 请求连接的超时时间
        readTimeout: 5000 # 请求处理的超时时间
复制代码

2.2 设置Ribbon超时时间

ribbon:
  ConnectionTimeout: 3000   # 请求连接的超时时间
  ReadTimeout: 5000   # 请求处理的超时时间      
复制代码

通过debug的方式验证以下设置的超时时间是否生效,很明显配置已经生效,主要看org.springframework.cloud.openfeign.FeignClientFactoryBean#configureUsingProperties()方法,源码如下图所示:

设置OpenFeign调用超时时间.png

再次调用发现已经不会再报请求超时的异常了!

🙋‍♂️推荐使用此方式来设置 OpenFeign 的超时时间,因为这样的配置语义更明确。

三、数据压缩

OpenFeign默认不会开启数据压缩功能,但我们可以手动的开启它的Gzip压缩功能,这样可以极大的提高宽带利用率和加速数据的传输速度,在项目配置文件application.yml中添加以下配置:

feign:
  compression:
    request:
      enabled: true  # 开启请求数据的压缩功能
      mime-types: text/xml,application/xml, application/json  # 压缩类型
      min-request-size: 1024  # 最小压缩值标准,当数据大于 1024 才会进行压缩
    response:
      enabled: true  # 开启响应数据压缩功能
复制代码

Tip提醒: 如果服务消费端的CPU资源比较紧张的话,建议不要开启数据的压缩功能,因为数据压缩和解压都需要消耗CPU的资源,这样反而会给CPU增加了额外的负担,也会导致系统性能降低。

四、负载均衡优化

OpenFeign底层使用的是Ribbon做负载均衡的,查看源码我们可以看到它默认的负载均衡策略是轮询策略,源码位置:com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer,如下图所示:

image.png

然而除了轮询策略之外,我们还有其他6种内置的负载均衡策略可以选择,这些负载均衡策略如下:

负载均衡策略说明
权重策略WeightedResponseTimeRule,根据每个服务提供者的响应时间分配一个权重,响应时间越长,权重越小,被选中的可能性也就越低。它的实现原理是,刚开始使用轮询策略并开启一个计时器,每一段时间收集一次所有服务提供者的平均响应时间,然后再给每个服务提供者附上一个权重,权重越高被选中的概率也越大。
最小连接数策略BestAvailableRule,也叫最小并发数策略,它是遍历服务提供者列表,选取连接数最小的⼀个服务实例。如果有相同的最小连接数,那么会调用轮询策略进行选取。
区域敏感策略ZoneAvoidanceRule,根据服务所在区域(zone)的性能和服务的可用性来选择服务实例,在没有区域的环境下,该策略和轮询策略类似。
可用敏感性策略AvailabilityFilteringRule,先过滤掉非健康的服务实例,然后再选择连接数较小的服务实例。
随机策略RandomRule,从服务提供者的列表中随机选择一个服务实例。
重试策略RetryRule,按照轮询策略来获取服务,如果获取的服务实例为 null 或已经失效,则在指定的时间之内不断地进行重试来获取服务,如果超过指定时间依然没获取到服务实例则返回 null。

Tip提醒: 出于性能方面的考虑,我们可以选择用权重策略区域敏感策略来替代轮询策略,因为这样的执行效率最高。

五、OpenFeign调用日志级别优化

OpenFeign 提供了日志增强功能,它的日志级别有以下几个:

  • NONE【性能最佳,适用于生产】:  默认的,不显示任何日志。
  • BASIC【适用于生产环境追踪问题】:  仅记录请求方法、URL、响应状态码及执行时间。
  • HEADERS【适用于需查看请求头信息】:  除了BASIC中定义的信息之外,还有请求和响应的头信息。
  • FULL【比较适用于开发级测试环境定位问题】:  除了HEADERS中定义的信息之外,还有请求和响应的正文及元数据。

可以通过配置文件设置日志级别,配置信息如下:

logging:
  level:
    com.jacklin.mamba.contentcenter.post.feignClient.UserCenterFeignClient: debug # feign的自定义接口
复制代码

六、总结

OpenFeignSpring官方推出的一种声明式服务调用和负载均衡组件,在生产环境中我们可以通过以下配置来优化OpenFeign的运行:

  1. 修改OpenFeign的超时时间,让OpenFeign能够正确的处理业务;
  2. 通过配置专用的通信组件Apache HttpClientOKHttp,让OpenFeign可以通过线程池更好地对 HTTP连接对象进行重用和管理,以提高其性能;
  3. 开启数据压缩功能,可以提高宽带利用率和加速数据传输速度;
  4. 使用合适的负载均衡策略来替换默认的轮询负载均衡策略,已获得更好的执行效率;
  5. 检查生成环境中OpenFeign的日志级别,选择合适的日志输出级别,防止无效的日志输出。
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