【Spring Cloud】005-Ribbon负载均衡

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-10-05 10:31 6阅读 0赞

# 一、负载均衡与Ribbon #

## 1、**Ribbon是什么** ##

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 的客户端组件提供一系列完整的配置项，如：连接超时、重试等。简单的说，就是在配置文件中列出 LoadBalancer (简称LB：负载均衡) 后面所有的及其，Ribbon 会自动的帮助你基于某种规则 (如简单轮询，随机连接等等) 去连接这些机器。我们也容易使用 Ribbon 实现自定义的负载均衡算法；

## 2、**Ribbon能干嘛** ##

LB，即负载均衡 (LoadBalancer) ，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 (高用)；**

常见的负载均衡软件有 Nginx、Lvs 等等；

Dubbo、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**；

### 负载均衡简单分类： ###

**集中式LB：**

即在服务的提供方和消费方之间使用独立的LB设施，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；

**进程式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；

# 二、集成Ribbon #

## 1、在客户端springcloud-consumer-dept-80导入Ribbon依赖 ##

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
    <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
             xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
             xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
        <parent>
            <artifactId>springcloud</artifactId>
            <groupId>com.zibo</groupId>
            <version>1.0-SNAPSHOT</version>
        </parent>
        <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    
        <artifactId>springcloud-consumer-dept-80</artifactId>
        
        <dependencies>
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
                <version>1.4.7.RELEASE</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
                <version>1.4.7.RELEASE</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.zibo</groupId>
                <artifactId>springcloud-api</artifactId>
                <version>1.0-SNAPSHOT</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            </dependency>
            
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            </dependency>
        </dependencies>
    
    </project>

## 2、编写配置 ##

server:
      port: 80
    
    # Eureka配置
    eureka:
      client:
        register-with-eureka: false # 不向eureka注册自己
        service-url:
          defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/

## 3、在主启动类添加注解，开启功能 ##

package com.zibo.springcloud;
    
    import org.springframework.boot.SpringApplication;
    import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
    import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
    
    @SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient //自动在服务启动后自动注册到Eureka中
    public class DeptConsumer_80 {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(DeptConsumer_80.class,args);
        }
    }

## 4、修改配置类 ##

package com.zibo.springcloud.config;
    
    import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.web.client.RestTemplate;
    
    @Configuration
    public class ConfigBean {
    
        //配置负载均衡实现RestTemplate
        @Bean
        @LoadBalanced //Ribbon
        public RestTemplate getRestTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
    
    }

## 5、修改ConsumerDeptController ##

package com.zibo.springcloud.controller;
    
    import com.zibo.springcloud.pojo.Dept;
    import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    import org.springframework.web.client.RestTemplate;
    
    import java.util.List;
    
    @RestController
    public class ConsumerDeptController {
    
        //理解：消费者，不应该有service层
        //RestTemplate 供我们直接调用就可以了！注册到Spring中
        //参数：(url,实体：Map,class<T> responseType,)
        @Autowired
        private RestTemplate restTemplate;//提供多种便捷访问远程http服务的方法，简单的Restful服务模板
    
        //private static final String REST_URL_PRE = "http://localhost:8001";
        //Ribbon 我们使用负载均衡之后，这里的地址应该是一个变量，通过服务名来访问
        private static final String REST_URL_PRE = "http://SPRINGCLOUD-PROVIDER-DEPT";
    
        //http://localhost:8001/dept/get/1
        @RequestMapping("/consumer/dept/get/{id}")
        public Dept getById(@PathVariable("id") long  id){
            return restTemplate.getForObject(REST_URL_PRE + "/dept/get/" + id,Dept.class);
        }
    
        @RequestMapping("/consumer/dept/add")
        public boolean add(Dept dept){
            return restTemplate.postForObject(REST_URL_PRE + "/dept/add",dept,Boolean.class);
        }
    
        @RequestMapping("/consumer/dept/get")
        public List<Dept> get(){
            return restTemplate.getForObject(REST_URL_PRE + "/dept/get",List.class);
        }
    
    }

## 6、测试 ##

分别启动三台服务器、服务提供方、服务消费方；

### 启动： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

### 访问： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

## 7、结论 ##

Ribbon和Enreka整合之后，客户端可以直接调用，不用关心IP地址和端口号；

# 三、使用Ribbon实现负载均衡 #

## 1、说明 ##

我们之前只有一个服务springcloud-provider-dept-8001，怎么访问使用的都是这一个服务，无法实现负载均衡，让我们再创建两个服务，实现负载均衡；

## 2、新增两个数据库 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

## 3、新增两个服务 ##

springcloud-provider-dept-8002和springcloud-provider-dept-8003

### 说明： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

### yaml配置文件示例： ###

server:
      port: 8002
    
    # mybatis配置
    mybatis:
      type-aliases-package: com.zibo.springcloud.pojo
      config-location: classpath:mybatis/mybatis-config.xml
      mapper-locations: classpath:mybatis/mapper/*.xml
    
    # spring配置
    spring:
      application:
        name: springcloud-provider-dept
      datasource:
        type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource #数据源
        driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver
        url: jdbc:mysql://localhost:3306/zb2?serverTimezone=UTC
        username: root
        password: zibo15239417242
    
    # Eureka的配置，服务注册到哪里
    eureka:
      client:
        service-url:
          defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/
      instance:
        instance-id: springcloud-provider-dept8002 # 修改eureka的默认描述信息
    
    # info配置信息
    info:
      app.name: zibo-springcloud
      company.name: com.zibo

## 4、启动测试 ##

### 启动： ###

### ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]   访问： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

**轮询（默认），这就是传说中的负载均衡！**

# 四、自定义负载均衡算法 #

## 1、负载均衡算法 ##

*  RoundRobinRule：轮询（默认）；
 *  AvailabilityFilteringRule：先过滤到跳闸、访问故障的服务，再对剩下的进行轮询；
 *  RandomRule：随机；
 *  WeightedResponseTimeRule：权重；
 *  RetryRule：先按轮询，如果服务获取失败，则在指定的时间内进行重试；

## 2、将负载均衡算法设置为RandomRule随机 ##

### 说明： ###

（注意RandomRule写成了RoundRobinRule，代码里面已更正）

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

### 代码： ###

package com.zibo.springcloud.config;
    
    import com.netflix.loadbalancer.IRule;
    import com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule;
    import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import org.springframework.web.client.RestTemplate;
    
    @Configuration
    public class ConfigBean {
    
        //配置负载均衡实现RestTemplate
        //IRule
        //RoundRobinRule：轮询（默认）
        //AvailabilityFilteringRule：先过滤到跳闸、访问故障的服务，再对剩下的进行轮询！
        //RandomRule：随机
        //WeightedResponseTimeRule：权重
        //RetryRule：先按轮询，如果服务获取失败，则在指定的时间内进行重试
        @Bean
        @LoadBalanced //Ribbon
        public RestTemplate getRestTemplate(){
            return new RestTemplate();
        }
    
        //将负载均衡算法设置为RandomRule随机
        @Bean
        public IRule myRule(){
            return new RandomRule();
        }
    
    }

### 测试： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 9][]

## 3、自定义负载均衡算法 ##

### 创建ZiBoRule类： ###

package com.zibo.myRule;
    
    import com.netflix.loadbalancer.*;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    
    @Configuration
    public class ZiBoRule {
        //将负载均衡算法设置为RandomRule随机
        @Bean
        public IRule myRule(){
            return new MyRule();
        }
    }

### 修改主启动类： ###

package com.zibo.springcloud;
    
    import com.zibo.myRule.ZiBoRule;
    import org.springframework.boot.SpringApplication;
    import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
    import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
    import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;
    
    @SpringBootApplication
    @EnableEurekaClient //自动在服务启动后自动注册到Eureka中
    //在微服务启动的时候，就能去加载我们自定义的Ribbon类
    @RibbonClient(name = "SPRINGCLOUD-PROVIDER-DEPT",configuration = ZiBoRule.class)//Application负载均衡的名字
    public class DeptConsumer_80 {
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(DeptConsumer_80.class,args);
        }
    }

### 自定义负载均衡算法： ###

（模仿随机访问写的）

package com.zibo.myRule;
    
    import com.netflix.client.config.IClientConfig;
    import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
    import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
    import com.netflix.loadbalancer.Server;
    
    import java.util.List;
    
    public class MyRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    
        //每个服务访问3次，换下一个服务（3个）
        //total=0总数，如果等于2，我们指向下一个服务节点
        //index=0，如果total=2，index++
        //轮询：每个服务走三次，下一个
    
        private int total = 0,index = 0;
    
        //@edu.umd.cs.findbugs.annotations.SuppressWarnings(value = "RCN_REDUNDANT_NULLCHECK_OF_NULL_VALUE")
        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();//获取活着的服务
                List<Server> allList = lb.getAllServers();//获得全部的服务
    
                int serverCount = allList.size();
                if (serverCount == 0) {
                    return null;
                }
    
    //            int index = chooseRandomInt(serverCount);//生成区间随机数
    //            server = upList.get(index);//从活着的服务中随机获取一个服务
    
                if(total<3){
                    //取当前服务
                    if (index >= upList.size()) {
                        index = 0;
                    }
                    server = upList.get(index);//取当前服务
                    total++;
                }else {
                    //访问三次之后变成0
                    total = 0;
                    //访问的第几个服务往后移一个
                    index ++;
                }
    
    
                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
    		
    	}
    }

### 运行测试： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

### 文件位置图： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 11][]

### 备注： ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 12][]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020092417524666.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200924175719407.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200925100232451.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200925101233927.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200925104812632.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI5Njg5MzQz,size_16,color_FFFFFF,t_70
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