Ribbon负载均衡服务调用

冷不防 2023-10-11 20:32 17阅读 0赞

**目录**

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][Getting Started _ Netflix_ribbon Wiki _ GitHub]

需要知道的是，Ribbon目前也进入维护模式

![c2e4539d6d414fb6a68fb6579bd5743b.png][]

**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

![23ba3247604b4fb3a4035b396303ebae.png][]

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 ##

![4e16a5f65e714c79aa9f374bb4cce546.png][]

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)][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  
![16cd6ae2894a46168fc30c0453657a61.png][]

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

![46f757b4786c432a95dac5b00b1f77a5.png][]

**测试**

![61d641f112ce4734808b21d2c2b2eca2.png][]

@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

![af2680dfc6664b9eafa29d60fab4c53e.png][]

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

![7fd9121097f04af798e545ae5a8ee315.png][]

所以需要单独建一个包

![636c66c8bb364a2faf908cb987f4479e.png][]

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<ServiceInstance> 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

![2f0bd50d7b3d4f7a988d24cba15787ce.png][]

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);
        }
    }

测试

![13634aaa98dd4befacc1dce76c8f92e9.png][]  
  
  
![5954f56612f44792b0254b59318b948d.png][]

[Getting Started _ Netflix_ribbon Wiki _ GitHub]: https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started
[c2e4539d6d414fb6a68fb6579bd5743b.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/c2e4539d6d414fb6a68fb6579bd5743b.png
[23ba3247604b4fb3a4035b396303ebae.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/23ba3247604b4fb3a4035b396303ebae.png
[4e16a5f65e714c79aa9f374bb4cce546.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/4e16a5f65e714c79aa9f374bb4cce546.png
[RestTemplate _Spring Framework 5.2.2.RELEASE API]: https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html
[16cd6ae2894a46168fc30c0453657a61.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/16cd6ae2894a46168fc30c0453657a61.png
[46f757b4786c432a95dac5b00b1f77a5.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/46f757b4786c432a95dac5b00b1f77a5.png
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