Spring Cloud（六）：Ribbon负载均衡服务调用

Dear 丶 2022-11-09 03:50 158阅读 0赞

## 1. 概述 ##

Spring Cloud Ribbon 是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端 负载均衡工具。

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 Balance （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。

官网资料：https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started

## 2. LB（负载均衡） ##

### 2.1 LB负载均衡是什么 ###

简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务器上，从而达到系统的HA（高可用）常见的负载均衡有软件 nginx、LVS、硬件F5等。

### 2.2 Ribbon本地客负载均衡客户端和nginx服务端负载均衡区别 ###

Nginx是服务器负载均衡，客户端所有的请求都会交给nginx，然后由nginx实现转发请求，即负载均衡是由服务端实现的。

Ribbon本地负载均衡：在调用微服务接口的时候，会在注册中心列表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远程服务调用技术

**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的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或者有哪些地址可用，然后自己在从这些地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，消费方通过他来获取服务提供方的地址。

## 3. Ribbon负载均衡 ##

### 3.1 架构说明 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
Ribbon在工作时分成两步：

*  第一步先选择Eureka Server，他优先选择在同一区域内负载较少的server
 *  第二部在根据用户指定的策略，再从server获取的服务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。

总结：Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，他可以和其他所需请求的客户端结合使用，和eureka结合只是其中的一个实例。

### 3.2 RestTemplate的使用 ###

https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html

**getForObject方法/getForEntity方法**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

**postForObject/postForEntity**  
![在这里插入图片描述][20210314215753434.png]

### 3.3 Ribbon核心组件IRule ###

**IRule:根据特定算法从服务列表中选取一个要访问的服务**

*  com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule：轮询
 *  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
 *  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 ：先过滤掉故障实例，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

**如何替换**  
修改cloud-consumer-order80  
注意配置细节：  
![在这里插入图片描述][2021031507074983.png]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

*  新建package  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]
 *  新建 MyselfRule 类

package com.lele.myrule;
    
    import com.netflix.loadbalancer.IRule;
    import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    
    /**
     * @author: lele
     * @date: 2021/3/15 7:12
     * @description:
     */
    @Configuration
    public class MySelfRule {
        
    
        @Bean
        public IRule myRule() {
        
            return new RandomRule(); // 定义为随机
        }
    }

*  消费者80 的主启动类添加 @RibbonClient  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
    浏览器访问：http://localhost/consumer/payment/get/1

## 4. Ribbon负载均衡算法 ##

### 4.1 原理 ###

负载均衡算法：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（每次重启后 rest 接口计数从1开始）

List instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);
    
    List[0] instances = 127.0.0.1:8001
    List[1] instances = 127.0.0.1:8002

8001和8002组合成为集群，它们共计两台机器，集群总数为2，按照轮询算法原理：

当请求总数为 1时 1%2 =1 对应下标位置为1，则获得的服务器地址为127.0.0.1:8002  
当请求总数为 2时 2%2 =0 对应下标位置为0，则获得的服务器地址为127.0.0.1:8001  
当请求总数为 3时 3%2 =1 对应下标位置为1，则获得的服务器地址为127.0.0.1:8002  
当请求总数为 4时 4%2 =0 对应下标位置为0，则获得的服务器地址为127.0.0.1:8001  
…  
如此类推

### 4.2 手写轮询算法 ###

*  7001/7002集群启动
 *  8001/8002微服务改造  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]
 *  80订单微服务改造：
    
     *  ApplicationContextBean去掉@LoadBalanced  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]
     *  LoadBalancer接口  
        ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]
     *  MyLB
        
            package com.lele.springcloud.lb;
            
            import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
            import org.springframework.stereotype.Component;
            
            import java.util.List;
            import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
            
            /**
             * @author: lele
             * @date: 2021/3/16 7:27
             * @description:
             */
            @Component
            public class MyLB implements LoadBalancer {
                    
            
                private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
            
                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("*****第几次访问，次数next:"+next);
                    return next;
                }
            
                @Override
                public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
                    
                    int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
                    return serviceInstances.get(index);
                }
            }
 *  80 OrderController

package com.lele.springcloud.controller;
    
    import com.lele.springcloud.entities.CommonResult;
    import com.lele.springcloud.entities.Payment;
    import com.lele.springcloud.lb.LoadBalancer;
    import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
    import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
    import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
    import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
    import org.springframework.http.ResponseEntity;
    import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    import org.springframework.web.client.RestTemplate;
    
    import javax.annotation.Resource;
    import java.net.URI;
    import java.util.List;
    
    /**
     * @author: lele
     * @date: 2021/3/1 21:33
     * @description:
     */
    @RestController
    @Slf4j
    public class OrderController {
        
    
    //    public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001";
        public static final String PAYMENT_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";
    
        @Resource
        private RestTemplate restTemplate;
    
        @Resource
        private LoadBalancer loadBalancer;
    
        @Resource
        private DiscoveryClient discoveryClient;
    
        @GetMapping("/consumer/payment/create")
        public CommonResult<Payment> create(Payment payment) {
        
            return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class);
        }
    
        @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
        public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) {
        
            return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
        }
    
        @GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}")
        public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id) {
        
            ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
    
            if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
        
                return entity.getBody();
            } else {
        
                return new CommonResult<>(444, "操作失败");
            }
        }
    
        @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);
        }
    
    }

*  测试  
    http://localhost/consumer/payment/lb

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2hvdXdhbmxl_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221023/3e661d992e404482903509e364766c70.png
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