springcloud stream binding 源码与使用学习笔记 -

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springcloud stream binding 源码与使用学习笔记

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springcloud
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springcloud stream

# 前言

刚看到Stream的功能是对接mq产品，以为就是包装一些mq产品接口，实现自动装配后统一使用。但看了一个简单的demo，是使用rabbitMq产品的binder，还有输入输出接口方法通过配置，来对应不同的mq产品。所以作者实现的功能是在自己的channel与mq产品之间做了一个binder，这样方便的改变配置就使用多个mq，也可以方便的换不同的mq。

但是这些stream的channel如何被实现的，实现类是什么，binder又是如何加载进来的，又是如何通过binding操作把两者绑在一起的？什么时候绑的？都值得了解一下。于是简单浏览了源码，并基于一个rabitmq的demo，补充写一个简单的binder进行了测试。

本文草稿用markdown写的，格式也没过多清除。主要内容包含三部分：分别是基本的stream的使用，源码分析，自定义binder的使用。

# 1. rabbit为例如何使用stream

## 1.1 基本的使用步骤

这个方便找到一些相关的帖子

```java
//1. pom中引入
<artifactId>spring-cloud-starter-stream-rabbit</artifactId>

//2. 定义各个stream自己的通道。Output的发送，Input的接收。这个接口类会被一个配置类，上面通过加@EnableBinding({MessageSource.class})来触发实现类。和@Enable***都差不多。
//这里有三个chnanel，一个接收，两个发送。
public interface MessageSource {
    String NAME = "pao";//管道名称："pao"
    @Output(NAME)
    MessageChannel pao();
    @Output("liujunTopic")
    MessageChannel liujunTopic();
    @Input("liujunRevc")
    MessageChannel liujunRevc();
}

//3. 配置文件application.properties中相关的内容。
//spring.cloud.stream.bindings.${channel-name}.destination
//bindings后面的就是上面的通道名字，表示这个通道将和哪个mq的binder绑定。destination表示toipc吧。
//相关的binder:rabbit，上面的pox中引入包的meta-inf中的spring.binders文件中有，比如：
//rabbit:org.springframework.cloud.stream.binder.rabbit.config.RabbitServiceAutoConfiguration。
//前缀【rabbit】可以看到下面的default中有。指明的【RabbitServiceAutoConfiguration】这个自动配置文件中，会产生RabbitMessageChannelBinder.class这个类对象到容器中。
//liujunmq是我自己弄的一个binder，就是测试用的。
spring.cloud.stream.bindings.output.destination = ${kafka.topic}
spring.cloud.stream.bindings.pao.destination = test
spring.cloud.stream.bindings.input.destination = ${kafka.topic}
spring.cloud.stream.defaultBinder=rabbit
spring.cloud.stream.bindings.liujunTopic.binder=liujunmq
#spring.cloud.stream.bindings.liujunTopic.destination=liujunTest
spring.cloud.stream.bindings.liujunRevc.binder=liujunmq

//4. 使用2中的接口，在controller中，可以装配channel，按名字liujunTopic。后面就可以直接用它来发送了。
    @Autowired
    @Qualifier("liujunTopic") // Bean 名称
    private MessageChannel liujunMessageChannel;

    @GetMapping("/message/sendLiujun")
    public Boolean sendLiujun(@RequestParam String message) {
        System.out.println("1. msg received through the httpClient...");
        liujunMessageChannel.send(MessageBuilder.withPayload(message).build());
        return true;
    }

```

## 1.2 测试项目与结果展示

四个红色的文件：有自己加的spring.binders文件，有channel接口，有controller类产生消息，也有消息到了mockmq后，消费消息的类。最下面的红框是日志结果。mockmq只是一个MsgHolder，可以写入消息，可以配置监听，把消息发给监听器。

## 1.3 业务过程

用户使用channel发消息，由于channel在binding时给加了一个监听器，监听器收到消息后才发给mq的生产者。（客户用channel发送，channel的监听器收到，再转发给mqProducer）

使用channel接收消息时，由于binding会产生监听，作为mq的消费者，它得到mq消息后用这个channel发送。而用户设置了channel的监听，就收到了消息。(mqConsumer监听消息，用channel发送，客户的channel监听收到)

下面都看看channel是如何产生的，binder是如何进入容器的。binder什么时候给channel加上需要的监听器，或者给mqConsumer加上监听器的。

# 2. 源码分析

## 2.1 从@enableBinding开始

我们知道很多功能都是从@enable***开始的。这个注解可以加上几个channel的接口。

具体是导入这些类：@Import({ BindingServiceConfiguration.class, BindingBeansRegistrar.class, BinderFactoryConfiguration.class,SpelExpressionConverterConfiguration.class })

## 2.2 导入的BindingServiceConfiguration.class

**看名字是【绑定服务】的配置，这是个@Configuration的类。主要看下面三个类：**

- new BindingService(bindingServiceProperties, binderFactory);
- new OutputBindingLifecycle();-->bindable.bindOutputs(bindingService);
- new InputBindingLifecycle();-->bindable.bindInputs(bindingService);

后面两个都实现了smartlifecycle接口，在容器启动时，也会执行start()，这时会通过bindingService来进行所有的绑定。这就是绑定时机，另外在stop()时，还会用bindingService进行unbinding操作。

**初步看看bindingService的主要操作：**

- bindProducer：getBinder得到binder，再用它binder.bindProducer(bindingTarget, output,
producerProperties);---参数主要是stream的channel与属性值。
- bindConsumer：getBinder得到binder，再用它binder.bindConsumer(target,
bindingServiceProperties.getGroup(inputName), input,
consumerProperties);---参数主要是stream的channel与属性值。

绑定服务有了，要绑定的两个对象还没有看到。一个channel将与一个mq产品的生产者或者消费者进行绑定。

## 2.3 导入的BindingBeansRegistrar.class

这个是用于注册bean定义的类，用于处理@EnableBinding中的值，也就是channel接口的类，应该就是被绑定的对象了。

```java
//一般对于接口，肯定是动态代理产生一个类。这个类一般通过一个factoryBean的getObject()方法得到。比如duboo中，对接口的实现就是把请求代理成一个远程的消息发送。
//
if (type.isInterface()) {
			RootBeanDefinition rootBeanDefinition = new RootBeanDefinition(BindableProxyFactory.class);
			rootBeanDefinition.addQualifier(new AutowireCandidateQualifier(Bindings.class, parent));
rootBeanDefinition.getConstructorArgumentValues().addGenericArgumentValue(type);
			registry.registerBeanDefinition(type.getName(), rootBeanDefinition);
		}
```

重点看BindableProxyFactory这个类，是个工厂bean。

```java
 * {@link FactoryBean} for instantiating the interfaces specified via
 * {@link EnableBinding}
//所有EnableBinding指明的接口的实例化类，实现了工厂bean
//自己又是一个Interceptor，产生代理类
public class BindableProxyFactory implements MethodInterceptor, FactoryBean<Object>, Bindable, InitializingBean
------------------------------------------------------------------
//getObject果然返回代理对象，MethodInterceptor还是this。
	@Override
	public synchronized Object getObject() throws Exception {
		if (this.proxy == null) {
			ProxyFactory factory = new ProxyFactory(this.type, this);
			this.proxy = factory.getProxy();
		}
		return this.proxy;
	}
------------------------------------------------------------------
//看看channel接口的代理对象的方法，执行是如何的？是直接从inputHolders拿到，按名字缓存起来。
	@Override
	public synchronized Object invoke(MethodInvocation invocation) throws Throwable {
		Method method = invocation.getMethod();
...//方法上的Input注解的名字，作为channel的名字。
		Input input = AnnotationUtils.findAnnotation(method, Input.class);
		if (input != null) {
			String name = BindingBeanDefinitionRegistryUtils.getBindingTargetName(input, method);
			boundTarget = this.inputHolders.get(name).getBoundTarget();
			targetCache.put(method, boundTarget);
			return boundTarget;
		}
		else {
...//output略
		}
		return null;
	}
------------------------------------------------------------------
//从invoker方法中，看到代理类是根据Input.class注解的名字，从inputHolders这样一个map中拿到的对象。说明这个对象应该已经存在了。
//在产生代理类产生之前，即调用getObject()之前，早就先加载了相应的boundTarget放map中了。
//果然有afterPropertiesSet方法，它对input与output分别进行了处理，把产生的channel对象放到了inputHolders中。上面的invoke才能拿到。这句是input注解的方法的处理。
BindableProxyFactory.this.inputHolders.put(name,
								new BoundTargetHolder(getBindingTargetFactory(returnType).createInput(name), true));

//按类型得到工厂，再根据名字产生绑定对象。
//关于工厂，第一个导入类中有这个bean，就是BindingTargetFactory，可以生成BindingTarget。
@Bean
public SubscribableChannelBindingTargetFactory channelFactory(
    CompositeMessageChannelConfigurer compositeMessageChannelConfigurer) {
    return new SubscribableChannelBindingTargetFactory(compositeMessageChannelConfigurer);
}

//工厂是这么产生绑定对象的。
SubscribableChannelBindingTargetFactory-->createInput/createOutput-->return SubscribableChannel subscribableChannel = new DirectChannel();

//这个steam的channel对象就是下面的样子，是可以被订阅的。最开始的例子说明发送/接收都可以被订阅（监听）。input与output都是这个，因为都需要一端发，另一端订阅接收。
public class DirectChannel extends AbstractSubscribableChannel
```

上面有了绑定服务，也有了绑定对象了，还缺少绑定者binder。

## 2.4 导入的BinderFactoryConfiguration.class

看名字，这个是binder的工厂，有了工厂，binder就肯定有了。重点看两个bean.

```java
//这个是binder的工厂
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(BinderFactory.class)
public DefaultBinderFactory binderFactory() {
	DefaultBinderFactory binderFactory = new DefaultBinderFactory(getBinderConfigurations());
	binderFactory.setDefaultBinder(bindingServiceProperties.getDefaultBinder());
	binderFactory.setListeners(binderFactoryListeners);
	return binderFactory;
}
//------------------------------------------------------------------
//这个是binder的类型注册，从META-INF/spring.binders文件中来，本例中有两个，一个自己写的，一个是rabbit的。
@Bean
@ConditionalOnMissingBean(BinderTypeRegistry.class)
public BinderTypeRegistry binderTypeRegistry(ConfigurableApplicationContext configurableApplicationContext) {
    Map<String, BinderType> binderTypes = new HashMap<>();
...
    try {
        Enumeration<URL> resources = classLoader.getResources("META-INF/spring.binders");
...
        while (resources.hasMoreElements()) {
            URL url = resources.nextElement();
            UrlResource resource = new UrlResource(url);
            for (BinderType binderType : parseBinderConfigurations(classLoader, resource)) {
                binderTypes.put(binderType.getDefaultName(), binderType);
            }
        }
    }
...
    return new DefaultBinderTypeRegistry(binderTypes);
}
```

看一下这个binder工厂：DefaultBinderFactory，以及其中最主要的getBinder方法。

```java
public class DefaultBinderFactory implements BinderFactory, DisposableBean, ApplicationContextAware

//得到binder的方法。其中根据文件中的binder配置类，还产生了一个子容器。再从中取出Binder.class类型的bean。说明每个mq都是一个子容器当中？
//子容器当然可以使用父容器中的对象，父容器也可以通过这个工厂类，得到子容器中的binder。
	private <T> Binder<T, ?, ?> getBinderInstance(String configurationName) {
...
			Properties binderProperties = binderConfiguration.getProperties();
			ArrayList<String> args = new ArrayList<>();
			for (Map.Entry<Object, Object> property : binderProperties.entrySet()) {
				args.add(String.format("--%s=%s", property.getKey(), property.getValue()));
			}
...
			args.add("--spring.main.applicationContextClass=" + AnnotationConfigApplicationContext.class.getName());
			List<Class<?>> configurationClasses = new ArrayList<Class<?>>(
	Arrays.asList(binderConfiguration.getBinderType().getConfigurationClasses()));
			SpringApplicationBuilder springApplicationBuilder = new SpringApplicationBuilder()
					.sources(configurationClasses.toArray(new Class<?>[] {})).bannerMode(Mode.OFF).web(false);
			if (useApplicationContextAsParent) {
				springApplicationBuilder.parent(this.context);
			}
...
			ConfigurableApplicationContext binderProducingContext = springApplicationBuilder
					.run(args.toArray(new String[args.size()]));
			@SuppressWarnings("unchecked")
			Binder<T, ?, ?> binder = binderProducingContext.getBean(Binder.class);
...
			this.binderInstanceCache.put(configurationName, new BinderInstanceHolder(binder, binderProducingContext));
		}
		return (Binder<T, ?, ?>) this.binderInstanceCache.get(configurationName).getBinderInstance();
	}
```

## 2.5 回头看绑定操作-OutputBindingLifecycle

以发送绑定为例子。

```java
//实现了SmartLifecycle，可以随容器启停。实现了ApplicationContextAware，可以方便拿容器中的bean使用。
public class OutputBindingLifecycle implements SmartLifecycle, ApplicationContextAware

////容器启动带着这个也start()。找出bindable进行bindInputs and OutPuts
	@Override
	public void start() {
		if (!running) {
			// retrieve the BindingService lazily, avoiding early initialization
			try {
				BindingService bindingService = this.applicationContext
						.getBean(BindingService.class);
				Map<String, Bindable> bindables = this.applicationContext
						.getBeansOfType(Bindable.class);
				for (Bindable bindable : bindables.values()) {
					bindable.bindOutputs(bindingService);
				}
			}
...
		}
	}

//--------------------------------------------------------
//BindableProxyFactory中执行上面的bindable.bindOutputs(bindingService);
//BindableProxyFactory实现了bindable，正好也是因为它的outputHolders持有所有的outputchannel这些target。通过bindingService来进行。
	@Override
	public void bindOutputs(BindingService bindingService) {
	...
        for (Map.Entry<String, BoundTargetHolder> boundTargetHolderEntry : this.inputHolders.entrySet()) {
            String inputTargetName = boundTargetHolderEntry.getKey();
            BoundTargetHolder boundTargetHolder = boundTargetHolderEntry.getValue();
            if (boundTargetHolder.isBindable()) {
                bindingService.bindConsumer(boundTargetHolder.getBoundTarget(), inputTargetName);
            }
        }
	}
//--------------------------------------------------------
//bindingService.bindConsumer。找到binder，绑定目标。
	public <T> Binding<T> bindProducer(T output, String outputName) {
		String bindingTarget = this.bindingServiceProperties
				.getBindingDestination(outputName);
		Binder<T, ?, ProducerProperties> binder = (Binder<T, ?, ProducerProperties>) getBinder(outputName, output.getClass());
...
		Binding<T> binding = binder.bindProducer(bindingTarget, output,
				producerProperties);
		this.producerBindings.put(outputName, binding);
		return binding;
	}
//--------------------------------------------------------
//getBinder(outputName, output.getClass());用binder工厂，以配置文件与类型为参数。前面说过可能有子容器的问题。
	private <T> Binder<T, ?, ?> getBinder(String channelName, Class<T> bindableType) {
		String binderConfigurationName = this.bindingServiceProperties.getBinder(channelName);
		return binderFactory.getBinder(binderConfigurationName, bindableType);
	}
```

# 3. 测试自定义的binder

直接在一个stream的rabbitmq的demo项目上添加，前面已经显示过一些文件。这里的mq就用一个可接受msg，也可以收到监听时，把msg给它的类代替。

## 3.1 写一个binder与它的配置类及文件

binder类：

```java
public class LiujunMessageChannelBinder implements
		Binder<MessageChannel, ConsumerProperties, ProducerProperties> {
	@Autowired
	MsgHolder msgHolder;//一个mock的mq.应该在父容器中。

	@Override
	public Binding<MessageChannel> bindConsumer(String name, String group,
			MessageChannel inboundBindTarget,
			ConsumerProperties consumerProperties) {
		try {
            //在mq中加一个监听消费者，收到消息就用stream的Channel发出去。真正的客户会监听stream的Channel
			msgHolder.setMsgListener(msg -> {
						System.out.println("4. mqClient listener got the msg from mock-mq,then sent to targetOutput!");
						inboundBindTarget.send(msg);
					});
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		//返回实现unbinding类
		return () -> {
			System.out.println("Unbinding");
		};
	}

	@Override
	public Binding<MessageChannel> bindProducer(String name,
			MessageChannel outputChannel, ProducerProperties producerProperties) {
		Assert.isInstanceOf(SubscribableChannel.class, outputChannel,
				"Binding is supported only for SubscribableChannel instances");
		SubscribableChannel subscribableChannel = (SubscribableChannel) outputChannel;
		//监听真正用户用Channel发来send来的消息，再发(设置)给mq。
        subscribableChannel.subscribe(message -> {
//			Object messageBody = message.getPayload();
			System.out.println("2. Input subscriber get the msg and send to mock-mq:"
					+ message);
			msgHolder.setMsg(message);
		});
		//返回实现unbinding类
		return () -> {
			System.out.println("Unbinding");
		};
	}
}
```

binder的配置类

```java
//binder的配置类。
@Configuration
//@ConditionalOnMissingBean(Binder.class)
public class LiujunMessageChannelBinderConfiguration {
@Bean
LiujunMessageChannelBinder liujunMessageChannelBinder() {
	LiujunMessageChannelBinder binder = new LiujunMessageChannelBinder();
	return binder;
}
}
```

建一个meta-inf文件夹，里面写一个spring.binders文本文件，只有一句，指出binders的配置类。

```properties
liujunmq:\
com.gupao.springcloudstream.rabbitmq.stream.LiujunMessageChannelBinderConfiguration
```

## 3.2 channel接口类并放在@enableBinding中

```java
public interface MessageSource {
//发消息
@Output("liujunTopic")
MessageChannel liujunTopic();
//收
@Input("liujunRevc")
MessageChannel liujunRevc();
}
```

特意排除了binder的配置类。

```java
@SpringBootApplication
@ComponentScan(excludeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ASSIGNABLE_TYPE, classes = {LiujunMessageChannelBinderConfiguration.class}))
@EnableBinding({MessageSource.class})
public class SpringCloudStreamApplication {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(SpringCloudStreamApplication.class, args);
	}
}
```

application.propeties文件中增加这些，表示两个通道都被绑定到我自己加的binder上。spring.binders中有`liujunmq`

```properties
spring.cloud.stream.bindings.liujunTopic.binder=liujunmq
spring.cloud.stream.bindings.liujunRevc.binder=liujunmq
```

## 3.3 发送、接收及模拟的mq

在一个controller中，装配一个特定的发送通道，把http请求中的msg发出去。

```java
@Autowired
@Qualifier("liujunTopic") // Bean 名称
private MessageChannel liujunMessageChannel;

@GetMapping("/message/sendLiujun")
public Boolean sendLiujun(@RequestParam String message) {
	System.out.println("1. msg received through the httpClient...");
	liujunMessageChannel.send(MessageBuilder.withPayload(message).build());
    return true;
}
```

两种方式消费，指定所用的Input通道名字。

```java
@Component
public class LiujunMessageConsumerBean {
    @Autowired
    private MessageSource messageSource;
//    @StreamListener("liujunRevc")
//    public void onMessage(String message){
//        System.out.println("5. targetOutput Listener get msg: " + message);
//    }
    @ServiceActivator(inputChannel = "liujunRevc")
    public void onMessage(Object message) {
        System.out.println("6. targetOutput another Listener get msg: " + message);
    }
}
```

```java
//模拟的mq
@Component
public class MsgHolder {
	public Message msg;
	public MsgListener msgListener;
	public Message getMsg() {
		return msg;
	}
    //设置消息时（收到）后，又把消息给接收者（消费）
	public void setMsg(Message msg) {
		this.msg = msg;
		System.out.println("3. mock-mq get msg and tell the mqClientlistener...");
		msgListener.OnMsg(msg);
		msg=null;
	}
    ...
}
```

## 3.4 运行结果

浏览器输入：[http://192.168.1.6:8080/message/sendLiujun?message=herriman目]

```verilog
2020-01-08 23:01:29.683  INFO 12984 --- [6SvEgzY8IDiA-61] o.s.a.r.l.SimpleMessageListenerContainer : Restarting Consumer@5d4b0dbd: tags=[{}], channel=null, acknowledgeMode=AUTO local queue size=0
1. msg received through the httpClient...
2. Input subscriber get the msg and send to mock-mq:GenericMessage [payload=herriman目, headers={id=67fb81dc-ed14-5850-f2d1-499b25d055c7, timestamp=1578495697875}]
3. mock-mq get msg and tell the mqClientlistener...
4. mqClient listener got the msg from mock-mq,then sent to targetOutput!
6. targetOutput another Listener get msg: herriman目
```

按照设计，正确的输出了每一步的日志。通过本次学习，兼容多种产品学到了一招，在springcloud bus中也是，一个应用产生了event，又自己的容器监听到再发给对方，对方收到后，产生一个event，再由自己的监听处理。即兼容了本地的机制，又兼顾了远程传输。

另外就是如何把你要的类，比如本例中的channel实例都加载到容器中，binder实例如何加载到容器中。而关联功能又是一个类负责，职责明确。另外还有两个类在正确的容器时机，利用关联类进行绑定与解除的处理。所有设计功能，职责，时机都很有讲究。

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