SpringCloud系列六：负载均衡-Ribbon

柔情只为你懂 2022-02-05 01:57 238阅读 0赞

一、简介：  
 LB，即负载均衡(Load Balance)，在微服务或分布式集群中经常用的一种应用。负载均衡简单的说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。常见的负载均衡有软件Nginx，LVS，硬件 F5等。分为两种：  
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就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。  
 相应的在中间件，例如：dubbo和SpringCloud中均给我们提供了负载均衡，SpringCloud的负载均衡算法可以自定义。  
 Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。  
 简单的说，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，将Netflix的中间层服务连接在一起。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。简单的说，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。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。  
二、基本使用：  
  因为Ribbon是客户端负载均衡的工具，所以使用在部门消费者microservicecloud-consumer-dept-9001端。  
1、引入依赖

<dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
      <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
      <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
    </dependency>

2、yml配置

server:
      port: 9001
    
    eureka:
      client:
        register-with-eureka: false
        service-url:
          defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/

3、修改ConfigBean配置类。在getRestTemplate方法上添加@LoadBalanced注解。开启Ribbon负载均衡功能。

@Configuration
    public class ConfigBean {
    
        @Bean
        @LoadBalanced   //开启Ribbon负载均衡
        public RestTemplate getRestTemplate() {
            return new RestTemplate();
        }
    }

4、在主启动类上添加@EnableEurekaClient注解

@SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient   //开启Eureka服务端，服务启动后会自动注册进eureka服务中
    public class DeptConsumer9001_App {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(DeptConsumer9001_App.class, args);
        }
    }

5、修改DeptController\_Consumer客户端访问类

//MICROSERVICECLOUD-DEPT是注册在eureka注册中心中的微服务名称
    private static final String REST_URL_PREFIX = "http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";

6、先启动3个eureka集群后，启动部门提供者，再启动部门消费者。  
  [http://localhost:9001/consumer/dept/list][http_localhost_9001_consumer_dept_list]  
![在这里插入图片描述][20190503180633505.png]  
三、负载均衡  
Ribbon在工作时分成两步：  
 第一步先选择 EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server。  
 第二步再根据用户指定的策略，在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。  
其中Ribbon提供了多种策略：比如轮询、随机和根据响应时间加权。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpemhpcWlhbmcxMjE3_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
1、参考部门提供者工程microservicecloud-provider-dept-8001新建部门提供者工程microservicecloud-provider-dept-8002和部门提供者工程microservicecloud-provider-dept-8003  
![在这里插入图片描述][20190504125045830.png]  
2、新建数据库clouddb02。并创建表dept及数据。

CREATE TABLE dept
    (
      deptno BIGINT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
      dname VARCHAR(60),
      db_source   VARCHAR(60)
    );
     
    INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('开发部',DATABASE());
    INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('人事部',DATABASE());
    INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('财务部',DATABASE());
    INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('市场部',DATABASE());
    INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('运维部',DATABASE());

3、新建数据库clouddb03。并创建表dept及数据。

4、修改部门提供者工程microservicecloud-provider-dept-8002的yml

url: jdbc:mysql://192.168.106.130:3305/clouddb02

5、修改部门提供者工程microservicecloud-provider-dept-8003的yml

url: jdbc:mysql://192.168.106.130:3305/clouddb03

6、先启动3个eureka集群后，启动3个部门提供者，再启动部门消费者。  
 [http://localhost:9001/consumer/dept/list][http_localhost_9001_consumer_dept_list] 3次访问返回的数据库名字不相同，说明访问了不同的部门提供者。实现了负载均衡。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpemhpcWlhbmcxMjE3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xpemhpcWlhbmcxMjE3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][20190503180633505.png]  
四、修改负载均衡策略  
1、修改ConfigBean配置类。用随机策略替代默认的轮询策略。

/**
      * Ribbon的七种服务访问策略：
      * 1、RoundRobinRule：默认策略，轮询：按顺序挨个访问
      * 2、RandomRule：随机
      * 3、AvailabilityFilteringRule：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，还有并发的连接数量超过阈值的服务，
      *    然后对剩余的服务列表按照轮询策略进行访问。
      * 4、WeightedResponseTimeRule：根据平均响应时间计算所有服务的权重，响应时间越快服务权重越大被选中的概率越高。
      *    刚启动时如果统计信息不足，则使用RoundRobinRule策略，等统计信息足够，会切换到WeightedResponseTimeRule。
      * 5、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进行重试，获取可用的服务。
      * 6、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。
      * 7、ZoneAvoidanceRule：复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器。
      */
     @Bean
     public IRule myRule(){
    
         //通过实现IRule接口，用随机策略替代默认的轮询策略。
         return new RandomRule();
     }

五、自定义负载均衡策略  
1、创建自定义配置类MySelfRule

/**
     * 注意：
     *     这个自定义的配置类不能放在@ComponentScan注解所扫描的当前包及子包下，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，
     *     也就是说我们达不到特殊化定制的目的了。
     */
    @Configuration
    public class MySelfRule {
    
        @Bean
        public IRule myRule() {
            return new MyRandomRule();
        }
    }

2、自定义负载均衡策略MyRandomRule

//自定义每个服务被调用5次
    public class MyRandomRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    
        private int total = 0;            //当前服务被调用的总次数
        private int currentIndex = 0;     //当前服务的下标
    
        public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
            if (lb == null) {
                return null;
            }
            Server server = null;
    
            while (server == null) {
                if (Thread.interrupted()) {
                    return null;
                }
                List<Server> upList = lb.getReachableServers();
                List<Server> allList = lb.getAllServers();
    
                int serverCount = allList.size();
                if (serverCount == 0) {
                    return null;
                }
    
                if (total < 5) {
                    server = upList.get(currentIndex);
                    total++;
                } else {
                    total = 0;
                    currentIndex++;
                    if (currentIndex >= upList.size()) {
                        currentIndex = 0;
                    }
                }
    
                if (server == null) {
                    Thread.yield();
                    continue;
                }
    
                if (server.isAlive()) {
                    return (server);
                }
    
                server = null;
                Thread.yield();
            }
            return server;
    
        }
    
        @Override
        public Server choose(Object key) {
            return choose(getLoadBalancer(), key);
        }
    
        @Override
        public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
            // TODO Auto-generated method stub
    
        }
    }

3、在主启类上添加@RibbonClient注解

@SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient   //开启Eureka服务端，服务启动后会自动注册进eureka服务中
    @RibbonClient(name = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MySelfRule.class)   //加载自定义Ribbon配置类MySelfRule，使自定义的配置生效。
    public class DeptConsumer9001_App {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(DeptConsumer9001_App.class, args);
        }
    }

`@RibbonClient(name = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MySelfRule.class)` 表示针对微服务名为MICROSERVICECLOUD-DEPT的服务，按照自定义的配置类MySelfRule中指定的自定义的策略（MyRandomRule ）来实现负载均衡。

[http_localhost_9001_consumer_dept_list]: http://localhost:9001/consumer/dept/list
[20190503180633505.png]: /images/20220205/a805aa6a258f406ea5c72042f0b5694e.png
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[20190504125045830.png]: /images/20220205/f64c93be4d46457f96ec188de4ae0cb5.png
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