Ribbon负载均衡服务调用

概述

spring cloud ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

简单地说，ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时、重试等。简单地说，就是在配置文件中列出load balancer（简称LB）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随机连接等）去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

负载均衡就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA（高可用）。常见的负载均衡软件有Nginx、LVS等。

Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给Nginx，然后由Nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。（集中式LB）

Ribbon是本地负载均衡，在调用微服务接口时，会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到JVM本地，从而在本地实现RPC远程过程调用技术。（进程内LB）

集中式LB：即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施（可以是硬件，如F5，也可以是软件，如Nginx），由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方。

进程内LB：将LB逻辑集成到消费方，消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。

Ribbon负载均衡和Rest调用

Ribbon其实就是一个负载均衡的客户端组件，它可以和其他所需请求的客户端结合使用。

Ribbon工作时分两步：
第一步先选择Eureka Server，它优先选择在同一个区域内负责较少的server。
第二步再根据用户指定的策略，在从server获取到的服务注册列表中选择一个地址。

spring-cloud-starter-netflix-eureka-client自带了spring-cloud-starter-ribbon引用。

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>

Ribbon默认自带的负载规则

IRule接口：根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务。

实现IRule接口的自带常用规则：

• com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule：轮询。（默认）
• com.netflix.loadbalancer.RandomRule：随机。
• com.netflix.loadbalancer.RetryRule：先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试，获取可用的服务。
• WeightedResponseTimeRule：对RoundRobinRule的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择。
• BestAvailableRule：会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务。
• AvailabilityFilteringRule：先过滤故障实例，再选择并发较小的实例。
• ZoneAvoidanceRule：默认规则，复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器。

负载规则替换

自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包以及子包下，否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享，达不到特殊化定制的目的了。
cloud-consumer-order80模块目录结构：

MySelfRule

package com.qrxqrx.myrule;

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MySelfRule {
    

    @Bean
    public IRule myRule() {
    
        return new RandomRule();
    }

}

OrderMain80

package com.qrxqrx.springcloud;

import com.qrxqrx.myrule.MySelfRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    

    public static void main(String[] args) {
    
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }

}

Ribbon默认负载均衡算法原理

rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标

每次服务重启后rest接口计数从1开始。

RoundRobinRule源码分析

RandomRule的choose方法：

    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
    
        if (lb == null) {
    
            log.warn("no load balancer");
            return null;
        } else {
    
            Server server = null;
            int count = 0;

            while(true) {
    
                if (server == null && count++ < 10) {
    
                    List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();
                    List<Server> allServers = lb.getAllServers();
                    int upCount = reachableServers.size();
                    int serverCount = allServers.size();
                    if (upCount != 0 && serverCount != 0) {
    
                        int nextServerIndex = this.incrementAndGetModulo(serverCount);
                        server = (Server)allServers.get(nextServerIndex);
                        if (server == null) {
    
                            Thread.yield();
                        } else {
    
                            if (server.isAlive() && server.isReadyToServe()) {
    
                                return server;
                            }

                            server = null;
                        }
                        continue;
                    }

                    log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb);
                    return null;
                }

                if (count >= 10) {
    
                    log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: " + lb);
                }

                return server;
            }
        }
    }

Ribbon手写轮询算法

在cloud-provider-payment8001和cloud-provider-payment8002中修改controller

    @GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB() {
    
        return serverPort;
    }

修改cloud-consumer-order80模块，注释掉配置类的@LoadBalanced

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    

    @Bean
    //@LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate() {
    
        return new RestTemplate();
    }

}

实现LoadBalancer

package com.qrxqrx.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;

import java.util.List;

public interface LoadBalancer {
    

    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);

}

实现

package com.qrxqrx.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
public class MyLB implements LoadBalancer {
    

    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
    
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
        return serviceInstances.get(index);
    }

    public final int getAndIncrement() {
    
        int current;
        int next;

        do {
    
            current = this.atomicInteger.get();
            next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
        } while(this.atomicInteger.compareAndSet(current,next));
        System.out.println("第"+next+"次访问");
        return next;
    }
}

修改OrderController

    @GetMapping(value = "/consumer/payment/lb")
    public String getPaymentLB() {
    
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
        if (instances == null || instances.size() <= 0) {
    
            return null;
        }
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
        URI uri = serviceInstance.getUri();
        return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb",String.class);
    }