源碼解讀Spring-Integration執(zhí)行過程

更新時間：2021年06月11日 17:05:45 作者：可飛

Spring-Integration基于Spring，在應(yīng)用程序中啟用了輕量級消息傳遞，并支持通過聲明式適配器與外部系統(tǒng)集成，今天主要是看個簡單的hello word進來分析下整個執(zhí)行過程，感興趣的朋友一起看看吧

一，前言

Spring-Integration基于Spring，在應(yīng)用程序中啟用了輕量級消息傳遞，并支持通過聲明式適配器與外部系統(tǒng)集成。這一段官網(wǎng)的介紹，概況了整個Integration的用途。個人感覺消息傳遞是真正的重點。

如上圖所示，典型的生產(chǎn)者-消費者模式，中間通過一個特定的通道進行數(shù)據(jù)傳輸，說到這，是不是隱隱感覺到queue的存在。確實事實上這個所謂的通道默認就是用的 blockingqueue。

Spring-Integration網(wǎng)上的資料是真少，再加上源碼分析的是更少。關(guān)于Spring-Integration的基本介紹直接去官網(wǎng)上看更加的直觀，這邊就不累述了。

今天主要是看個簡單的hello word進來分析下整個執(zhí)行過程。

先看下代碼：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans:beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/integration"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xmlns:beans="http://www.springframework.org/schema/beans"
	xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans
			https://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd
			http://www.springframework.org/schema/integration
			https://www.springframework.org/schema/integration/spring-integration.xsd">

	<annotation-config/>

	<channel id="oc" >
		<queue/>
	</channel>
	<beans:bean id="Beans" class="com.example.demo.Beans"/>
	
</beans:beans>

@Configuration
public class Beans {
    @ServiceActivator(inputChannel = "ic", outputChannel = "oc")
    public String sayHello(String name) {
        return "Hello " + name;
    }
}

public class HelloWorldDemo {
    @Test
    public void testDemo() throws Exception {
        ClassPathXmlApplicationContext context =
                new ClassPathXmlApplicationContext("/demo.xml", HelloWorldDemo.class);
        DirectChannel inputChannel = context.getBean("ic", DirectChannel.class);
        PollableChannel outputChannel = context.getBean("oc", PollableChannel.class);
        inputChannel.send(new GenericMessage<String>("World"));
        System.out.println("==> HelloWorldDemo: " + outputChannel.receive(0).getPayload());
        context.close();
    }

}

out:
==> HelloWorldDemo: Hello World

二，ServiceActivator

上面的代碼演示了調(diào)用方法的入站通道適配器和標準的出站通道適配器，它們之間是一個帶注解的ServiceActivator。關(guān)于這個ServiceActivator就是一個消息端點。

消息端點的主要作用是以非侵入性方式將應(yīng)用程序代碼連接到消息傳遞框架。換句話說，理想情況下，應(yīng)用程序代碼應(yīng)該不知道消息對象或消息管道。這類似于 MVC 范式中controller 的作用。正如controller 處理 HTTP 請求一樣，消息端點處理消息。以及controller 映射到 URL 模式一樣，消息端點映射到消息通道。這兩種情況的目標是相同的。

ServiceActivator是用于將服務(wù)實例連接到消息傳遞系統(tǒng)的通用端點。必須配置輸入消息通道，如果要調(diào)用的服務(wù)方法能夠返回值，還可以提供輸出消息通道。

具體流程如下圖：

上面的代碼比較簡單，但是或許會發(fā)現(xiàn)我們只定義了輸出通道oc，輸入通道ic竟然沒有定義也能正常應(yīng)用，是不是很奇怪？帶著疑問我們先看下ServiceActivator的源碼：

注釋上寫的很清楚，如果輸入通道不存在，將在應(yīng)用程序上下文中注冊具有此名稱的DirectChannel 。具體在哪定義，我們后面會看到，現(xiàn)在不急，先一步步來看他的執(zhí)行過程。

我們?nèi)植檎襍erviceActivator，看他是哪邊進行處理的，最后發(fā)現(xiàn)了MessagingAnnotationPostProcessor類，用來處理方法級消息注解的BeanPostProcessor實現(xiàn)。

@Override
	public void afterPropertiesSet() {
		Assert.notNull(this.beanFactory, "BeanFactory must not be null");
		((BeanDefinitionRegistry) this.beanFactory).registerBeanDefinition(
				IntegrationContextUtils.DISPOSABLES_BEAN_NAME,
				BeanDefinitionBuilder.genericBeanDefinition(Disposables.class, Disposables::new)
						.getRawBeanDefinition());
		this.postProcessors.put(Filter.class, new FilterAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(Router.class, new RouterAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(Transformer.class, new TransformerAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(ServiceActivator.class, new ServiceActivatorAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(Splitter.class, new SplitterAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(Aggregator.class, new AggregatorAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(InboundChannelAdapter.class,
				new InboundChannelAdapterAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(BridgeFrom.class, new BridgeFromAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		this.postProcessors.put(BridgeTo.class, new BridgeToAnnotationPostProcessor(this.beanFactory));
		Map<Class<? extends Annotation>, MethodAnnotationPostProcessor<?>> customPostProcessors =
				setupCustomPostProcessors();
		if (!CollectionUtils.isEmpty(customPostProcessors)) {
			this.postProcessors.putAll(customPostProcessors);
		}
	}

在afterPropertiesSet方法中，我們看到定義了一個后處理器postProcessors，里面注冊了相關(guān)的注解處理類。包含各種消息端點處理，除了上面寫的ServiceActivator，還有過濾器，路由，轉(zhuǎn)換器等各種不同的端點方法。

接著往向下看，既然實現(xiàn)了BeanPostProcessor，那必然要用到postProcessAfterInitialization方法實現(xiàn)，這里的流程大概就是遍歷出包含有@ServiceActivator的bean方法，用來做后續(xù)處理。我們直接看重點的代碼。

Object result = postProcessor.postProcess(bean, beanName, targetMethod, annotations);

三，postProcess

在AbstractMethodAnnotationPostProcessor中有個共通方法postProcess用來生成對應(yīng)的端點信息。具體代碼：

@Override
	public Object postProcess(Object bean, String beanName, Method method, List<Annotation> annotations) {
		Object sourceHandler = null;
		if (beanAnnotationAware() && AnnotatedElementUtils.isAnnotated(method, Bean.class.getName())) {
			if (!this.beanFactory.containsBeanDefinition(resolveTargetBeanName(method))) {
				this.logger.debug("Skipping endpoint creation; perhaps due to some '@Conditional' annotation.");
				return null;
			}
			else {
				sourceHandler = resolveTargetBeanFromMethodWithBeanAnnotation(method);
			}
		}
                //生成對應(yīng)的MessageHandler，用來執(zhí)行對應(yīng)的注解的方法
		MessageHandler handler = createHandler(bean, method, annotations);

		if (!(handler instanceof ReactiveMessageHandlerAdapter)) {
			orderable(method, handler);
			producerOrRouter(annotations, handler);

			if (!handler.equals(sourceHandler)) {
				handler = registerHandlerBean(beanName, method, handler);
			}

			handler = annotated(method, handler);
			handler = adviceChain(beanName, annotations, handler);
		}
                //將MessageHandler實現(xiàn)連接到消息端點，生成對應(yīng)的endpoint。
		AbstractEndpoint endpoint = createEndpoint(handler, method, annotations);
		if (endpoint != null) {
			return endpoint;
		}
		else {
			return handler;
		}
	}

這里面主要是兩件事：

根據(jù)模板模式中不同的createHandler抽象方法實現(xiàn)，生成對應(yīng)的MessageHandler。譬如說我們這邊的ServiceActivatorAnnotationPostProcessor
將MessageHandler實現(xiàn)連接到消息端點，生成對應(yīng)的endpoint。

1.createHandler

@Override
	protected MessageHandler createHandler(Object bean, Method method, List<Annotation> annotations) {
		AbstractReplyProducingMessageHandler serviceActivator;
		if (AnnotatedElementUtils.isAnnotated(method, Bean.class.getName())) {
			...
		else {
			serviceActivator = new ServiceActivatingHandler(bean, method);
		}

		String requiresReply = MessagingAnnotationUtils.resolveAttribute(annotations, "requiresReply", String.class);
		if (StringUtils.hasText(requiresReply)) {
			serviceActivator.setRequiresReply(resolveAttributeToBoolean(requiresReply));
		}

		String isAsync = MessagingAnnotationUtils.resolveAttribute(annotations, "async", String.class);
		if (StringUtils.hasText(isAsync)) {
			serviceActivator.setAsync(resolveAttributeToBoolean(isAsync));
		}
                //是否設(shè)置了輸出通道
		setOutputChannelIfPresent(annotations, serviceActivator);
		return serviceActivator;
	}

createHandler的代碼比較簡單，就是根據(jù)注解中的幾個屬性還有對應(yīng)的方法參數(shù)，生成ServiceActivatingHandler。追溯下去ServiceActivatingHandler中最后會生成一個委托對象MessagingMethodInvokerHelper用來以反射的方式來執(zhí)行目標方法。

2.createEndpoint

createEndpoint字面上都能知道是生成消息端點，事實上也是，把生成的handler和對應(yīng)的管道進行關(guān)聯(lián)。具體看下代碼體會：

	protected AbstractEndpoint createEndpoint(MessageHandler handler, @SuppressWarnings("unused") Method method,
			List<Annotation> annotations) {

		AbstractEndpoint endpoint = null;
                //取得注解中inputChannelName 
		String inputChannelName = MessagingAnnotationUtils.resolveAttribute(annotations, getInputChannelAttribute(),
				String.class);
		if (StringUtils.hasText(inputChannelName)) {
			MessageChannel inputChannel;
			try {
                //從beanFactory中取得對應(yīng)的通道bean
				inputChannel = this.channelResolver.resolveDestination(inputChannelName);
			}
			catch (DestinationResolutionException e) {
                               //取不到，則自動注冊一個類型為DirectChannel的inputChannel 
				if (e.getCause() instanceof NoSuchBeanDefinitionException) {
					inputChannel = new DirectChannel();
					this.beanFactory.registerSingleton(inputChannelName, inputChannel);
					inputChannel = (MessageChannel) this.beanFactory.initializeBean(inputChannel, inputChannelName);
					if (this.disposables != null) {
						this.disposables.add((DisposableBean) inputChannel);
					}
				}
				else {
					throw e;
				}
			}
			Assert.notNull(inputChannel, () -> "failed to resolve inputChannel '" + inputChannelName + "'");
                        //生成endpoint 
			endpoint = doCreateEndpoint(handler, inputChannel, annotations);
		}
		return endpoint;
	}

上面的代碼中，我們就能清楚的看到為什么我們在demo中沒有注冊輸入通道也能正常應(yīng)用的原因了，從而回答之前的疑問。

protected AbstractEndpoint doCreateEndpoint(MessageHandler handler, MessageChannel inputChannel,
			List<Annotation> annotations) {
		....
		else if (inputChannel instanceof SubscribableChannel) {
                        //生成SubscribableChannel類型對應(yīng)的執(zhí)行端點
			return new EventDrivenConsumer((SubscribableChannel) inputChannel, handler);
		}
		else if (inputChannel instanceof PollableChannel) {
			return pollingConsumer(inputChannel, handler, pollers);
		}
		else {
			throw new IllegalArgumentException("Unsupported 'inputChannel' type: '"
					+ inputChannel.getClass().getName() + "'. " +
					"Must be one of 'SubscribableChannel', 'PollableChannel' or 'ReactiveStreamsSubscribableChannel'");
		}
	}

通道類型一共有兩種，一種是發(fā)布訂閱，一種是可輪詢的，我們是默認是走的第一種，因為DirectChannel默認就是個SubscribableChannel。所以最終我們生成了對應(yīng)的信息端點類EventDrivenConsumer。

我們先看下EventDrivenConsumer整體結(jié)構(gòu)：

EventDrivenConsumer上面有一個抽象類AbstractEndpoint，最上面實現(xiàn)了Lifecycle接口，所以生命周期跟著容器走，我們直接跳到star方法看：

@Override
	protected void doStart() {
		this.logComponentSubscriptionEvent(true);
                //把handler和inputChannel進行綁定
		this.inputChannel.subscribe(this.handler);
		if (this.handler instanceof Lifecycle) {
			((Lifecycle) this.handler).start();
		}
	}

@Override
	public synchronized boolean addHandler(MessageHandler handler) {
		Assert.notNull(handler, "handler must not be null");
		Assert.isTrue(this.handlers.size() < this.maxSubscribers, "Maximum subscribers exceeded");
		boolean added = this.handlers.add(handler);
		if (this.handlers.size() == 1) {
			this.theOneHandler = handler;
		}
		else {
			this.theOneHandler = null;
		}
		return added;
	}

上面的代碼主要就是把handler注冊到inputChannel中，這樣只要inputChannel通道一收到信息，就會通知他注冊的handlers進行處理。代碼中比較清楚的記錄了一切的操作，就不多解釋了。

四，發(fā)送信息

執(zhí)行完上面一系列的注冊，已經(jīng)把這一些的通道打通了，剩下的就是真正的發(fā)送操作了。下面分析下inputChannel.send(new GenericMessage<String>("World"));看看send操作：

 /**
     *     在此頻道上發(fā)送消息。 如果通道已滿，則此方法將阻塞，直到發(fā)生超時或發(fā)送線程中斷。 如果指定的超時時間為 0，則該方法將立即返回。 如果小于零，它將無限期阻塞（請參閱send(Message) ）。
     *     參數(shù)：
     *     messageArg – 要發(fā)送的消息
     *     timeout - 以毫秒為單位的超時時間
     *     返回：
     *     true如果消息發(fā)送成功， false如果消息無法在規(guī)定時間內(nèi)發(fā)送或發(fā)送線程被中斷
     */
	@Override 
	public boolean send(Message<?> messageArg, long timeout) {
		...
		try {
                        //message是否需要轉(zhuǎn)換
			message = convertPayloadIfNecessary(message);
		        //發(fā)送前攔截器
			if (interceptorList.getSize() > 0) {
				interceptorStack = new ArrayDeque<>();
				message = interceptorList.preSend(message, this, interceptorStack);
				if (message == null) {
					return false;
				}
			}
			if (this.metricsCaptor != null) {
				sample = this.metricsCaptor.start();
			}
                        //發(fā)送操作
			sent = doSend(message, timeout);
			if (sample != null) {
				sample.stop(sendTimer(sent));
			}
			metricsProcessed = true;

			if (debugEnabled) {
				logger.debug("postSend (sent=" + sent + ") on channel '" + this + "', message: " + message);
			}
                        //發(fā)送后攔截器
			if (interceptorStack != null) {
				interceptorList.postSend(message, this, sent);
				interceptorList.afterSendCompletion(message, this, sent, null, interceptorStack);
			}
			return sent;
		}
		catch (Exception ex) {
			...
		}
	}

真正的send操作跟下去，會發(fā)現(xiàn)層次極深，礙于篇幅，我們直接跟到重點代碼：

@Override
	protected final void handleMessageInternal(Message<?> message) {
		Object result;
		if (this.advisedRequestHandler == null) {
                        //反射執(zhí)行對應(yīng)的端點方法
			result = handleRequestMessage(message);
		}
		else {
			result = doInvokeAdvisedRequestHandler(message);
		}
		if (result != null) {
                        //往outputChannel發(fā)送執(zhí)行結(jié)果 
			sendOutputs(result, message);
		}
		...
	}

handleRequestMessage的操作就是用之前我們handler中的委托類MessagingMethodInvokerHelper去反射運行對應(yīng)的端點方法，然后把執(zhí)行結(jié)果發(fā)送outputChannel。最后我們直接定位到具體的發(fā)送操作：

@Override
	protected boolean doSend(Message<?> message, long timeout) {
		Assert.notNull(message, "'message' must not be null");
		try {
			if (this.queue instanceof BlockingQueue) {
				BlockingQueue<Message<?>> blockingQueue = (BlockingQueue<Message<?>>) this.queue;
				if (timeout > 0) {
					return blockingQueue.offer(message, timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
				}
				if (timeout == 0) {
					return blockingQueue.offer(message);
				}
				blockingQueue.put(message);
				return true;
			}
			else {
				try {
					return this.queue.offer(message);
				}
				finally {
					this.queueSemaphore.release();
				}
			}
		}
		catch (InterruptedException e) {
			Thread.currentThread().interrupt();
			return false;
		}
	}

看到這，我們就明白了數(shù)據(jù)的去向，存儲在隊列里了，生產(chǎn)者產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就已經(jīng)生成了，所以發(fā)送的操作基本上就告一段落了。

五，接收信息

數(shù)據(jù)已經(jīng)生成，后面就是看如何消費操作了，下面分析下 outputChannel.receive(0).getPayload()操作：

/**
 *     從該通道接收第一條可用消息。 如果通道不包含任何消息，則此方法將阻塞，直到分配的超時時間過去。 如果指定的超時時間為 0，則該方法將立即返回。 如果小于零，它將無限期阻塞（參見receive() ）。
 *     參數(shù)：
 *     timeout - 以毫秒為單位的超時時間
 *     返回：
 *     如果在分配的時間內(nèi)沒有可用的消息或接收線程被中斷，則為第一個可用消息或null 。
 */

	@Override // NOSONAR complexity
	@Nullable
	public Message<?> receive(long timeout) {
		...
		try {
			//接受前攔截器操作
			if (interceptorList.getSize() > 0) {
				interceptorStack = new ArrayDeque<>();
                                //一旦調(diào)用接收并在實際檢索消息之前調(diào)用
				if (!interceptorList.preReceive(this, interceptorStack)) {
					return null;
				}
			}
                        //接收操作
			Message<?> message = doReceive(timeout);
		        ...
                        //在檢索到 Message 之后但在將其返回給調(diào)用者之前立即調(diào)用。 必要時可以修改消息
			if (interceptorStack != null && message != null) {
				message = interceptorList.postReceive(message, this);
			}
                        //在接收完成后調(diào)用，而不管已引發(fā)的任何異常，從而允許適當?shù)馁Y源清理
			interceptorList.afterReceiveCompletion(message, this, null, interceptorStack);
			return message;
		}
		catch (RuntimeException ex) {
			...
		}
	}

最后的doReceive操作，其實大家都心知肚明了，就是從上面的隊列中直接讀取數(shù)據(jù)，代碼比較簡單，就不注釋了：

@Override
	@Nullable
	protected Message<?> doReceive(long timeout) {
		try {
			if (timeout > 0) {
				if (this.queue instanceof BlockingQueue) {
					return ((BlockingQueue<Message<?>>) this.queue).poll(timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
				}
				else {
					return pollNonBlockingQueue(timeout);
				}
			}
			if (timeout == 0) {
				return this.queue.poll();
			}

			if (this.queue instanceof BlockingQueue) {
				return ((BlockingQueue<Message<?>>) this.queue).take();
			}
			else {
				Message<?> message = this.queue.poll();
				while (message == null) {
					this.queueSemaphore.tryAcquire(50, TimeUnit.MILLISECONDS); // NOSONAR ok to ignore result
					message = this.queue.poll();
				}
				return message;
			}
		}
		catch (InterruptedException e) {
			Thread.currentThread().interrupt();
			return null;
		}
	}

六，結(jié)語

能堅持看到這的，基本上都是勇士了。這一系列的執(zhí)行過程其實還是比較繞的，我估計有些人看得也是云里霧里。其實我已經(jīng)盡量精簡了許多，Spring-Integration其實涉及到的應(yīng)用分支更多，我這也只是十分基礎(chǔ)的東西，我只能把我自己知道的先記錄下來。如果讓你對Spring-Integration產(chǎn)生了興趣，那本文的目的就達到了。這需要你自己去實地操作研究下，總是有收獲的。

以上就是源碼簡析Spring-Integration執(zhí)行流程的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Spring Integration執(zhí)行的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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