Ribbon负载均衡服务调用-蒲公英云

一、概述

二、Ribbon负载均衡演示

三、Ribbon核心组件IRule

（一）IRule

（二）如何选择负载均衡机制

四、Ribbon负载均衡算法

（一）原理

（二）手写本地负载均衡器

一、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。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

官网：Getting Started · Netflix/ribbon Wiki · GitHub

需要知道的是，Ribbon目前也进入维护模式

LB负载均衡(Load Balance)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。

Ribbon本地负载均衡客户端 VS Nginx服务端负载均衡区别
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。

Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口时候，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远程服务调用技术。

思考：前面客户端使用eureka服务注册以及RestTemplate为什么会有轮询负载均衡机制？

最新版的客户端eureka依赖中整合了ribbon

引入spring-cloud-starter-ribbon也可以使用ribbon

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

二、Ribbon负载均衡演示

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。

RestTemplate的使用

官网：RestTemplate (Spring Framework 5.2.2.RELEASE API)

返回对象为响应体中数据转化成的对象，基本上可以理解为Json

返回对象为ResponseEntity对象，包含了响应中的一些重要信息，比如响应头、响应状态码、响应体等

测试

@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
    public static final String PAYMENT_URL = "http://cloud-payment-service";
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;
    //客户端用浏览器是get请求，但是底层实质发送post调用服务端8001
    @GetMapping("/consumer/payment/create")
    public CommonResult<Payment> create(Payment payment) {
        return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class);
    }
    @GetMapping("/consumer/payment/createForEntity")
    public CommonResult<Payment> create2(Payment payment) {
        ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.postForEntity(PAYMENT_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class);
        if(entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
            return entity.getBody();
        } else {
            return new CommonResult<>(404, "插入失败");
        }
    }
    @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@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<>(404, "查询失败");
        }
    }
}

总结：负载均衡+RestTemplate调用

三、Ribbon核心组件IRule

（一）IRule

IRule：根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务

Ribbon一共有七种轮询机制，上面的IRule是总的接口，我们可以在配置类中自定义采用哪种负载均衡机制

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，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

（二）如何选择负载均衡机制

官方文档明确给出了警告：
这个自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包下以及子包下，
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。
而@SpringBootApplication注解中就有@ComponentScan

所以需要单独建一个包

配置类MySelfRule

@Configuration
public class MySelfRule
{
    @Bean
    public IRule myRule()
    {
        return new RandomRule();//定义为随机
    }
}

主启动类添加@RibbonClient，这里的name要写提供者application.yml中服务的名字

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
//指明拉取的是哪个服务以及配置类
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration=MySelfRule.class)
public class OrderMain80
{
    public static void main(String[] args)
    {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

四、Ribbon负载均衡算法

（一）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 ，每次服务重启动后rest接口计数从1开始。

List instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);

如： List [0] instances = 127.0.0.1:8002
　　 List [1] instances = 127.0.0.1:8001

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

当总请求数为1时： 1 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位2时： 2 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
当总请求数位3时： 3 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位4时： 4 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
如此类推……

（二）手写本地负载均衡器

提供者

@RestController
@Slf4j
public class PaymentController
{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;
    @GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB()
    {
        return serverPort;
    }
}

消费者

LoadBalancer接口

public interface LoadBalancer
{
    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

MyLB

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

OrderController

@RestController
public class OrderController
{
    public static final String PAYMENT_SRV = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;
    //可以获取注册中心上的服务列表
    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    @Resource
    private LoadBalancer loadBalancer;
    @GetMapping("/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);
    }
}