SpringCloud系列六：负载均衡-Ribbon-蒲公英云

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

<!-- Ribbon相关 -->
<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
在这里插入图片描述
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
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

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。

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());

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 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

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。