Spring Cloud（六）：Ribbon负载均衡服务调用

Dear 丶 2022-11-09 03:50 226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
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

postForObject/postForEntity
在这里插入图片描述

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
在这里插入图片描述

  • 新建package
    在这里插入图片描述

  • 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 {
  1.     @Bean
  2.     public IRule myRule() {
  4.         return new RandomRule(); // 定义为随机
  5.     }
  6. }
  • 消费者80 的主启动类添加 @RibbonClient
    在这里插入图片描述
    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）

  1. List instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);
  3. List[0] instances = 127.0.0.1:8001
  4. 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
    在这里插入图片描述

  • 80订单微服务改造：

    • ApplicationContextBean去掉@LoadBalanced
      在这里插入图片描述
    • LoadBalancer接口
      在这里插入图片描述

    • MyLB

      1. package com.lele.springcloud.lb;
      3. import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
      4. import org.springframework.stereotype.Component;
      6. import java.util.List;
      7. import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
      9. /**
      10.  * @author: lele
      11.  * @date: 2021/3/16 7:27
      12.  * @description:
      13.  */
      14. @Component
      15. public class MyLB implements LoadBalancer {
  1.             private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
  3.             public final int getAndIncrement() {
  5.                 int current;
  6.                 int next;
  7.                 do {
  9.                     current = this.atomicInteger.get();
  10.                     next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
  11.                 } while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current,  next));
  12.                 System.out.println("*****第几次访问，次数next:"+next);
  13.                 return next;
  14.             }
  16.             @Override
  17.             public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
  19.                 int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
  20.                 return serviceInstances.get(index);
  21.             }
  22.         }

  • 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 {
  1. //    public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001";
  2.     public static final String PAYMENT_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";
  4.     @Resource
  5.     private RestTemplate restTemplate;
  7.     @Resource
  8.     private LoadBalancer loadBalancer;
  10.     @Resource
  11.     private DiscoveryClient discoveryClient;
  13.     @GetMapping("/consumer/payment/create")
  14.     public CommonResult<Payment> create(Payment payment) {
  16.         return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class);
  17.     }
  19.     @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
  20.     public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) {
  22.         return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
  23.     }
  25.     @GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}")
  26.     public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id) {
  28.         ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
  30.         if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
  32.             return entity.getBody();
  33.         } else {
  35.             return new CommonResult<>(444, "操作失败");
  36.         }
  37.     }
  39.     @GetMapping(value = "/consumer/payment/lb")
  40.     public String getPaymentLB() {
  42.         List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
  43.         if (instances == null || instances.size() <= 0) {
  45.             return null;
  46.         }
  48.         ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
  50.         URI uri = serviceInstance.getUri();
  52.         return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb", String.class);
  53.     }
  55. }
  • 测试
    http://localhost/consumer/payment/lb

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