SpringCloud之負(fù)載均衡Ribbon問題及解讀
一、什么是負(fù)載均衡？
負(fù)載均衡（Load Balance），意思是將負(fù)載（工作任務(wù)，訪問請求）進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元（服務(wù)器，組件）上進(jìn)行執(zhí)行。是解決高性能，單點故障（高可用），擴(kuò)展性（水平伸縮）的終極解決方案。
例子：
在早高峰乘地鐵時候，緊挨小區(qū)的地鐵口人特別多，一般會有限流，還會有個地鐵工作人員Y用那個大喇叭在喊“著急的人員請走B口，B口人少車空”。。。
而這個地鐵工作人員Y就是負(fù)責(zé)負(fù)載均衡的。為了提升網(wǎng)站的各方面能力，我們一般會把多臺機器組成一個集群對外提供服務(wù)。然而，我們的網(wǎng)站對外提供的訪問入口都是一個的，比如www.taobao.com。那么當(dāng)用戶在瀏覽器輸入www.taobao.com的時候如何將用戶的請求分發(fā)到集群中不同的機器上呢，這就是負(fù)載均衡在做的事情。
?
二、負(fù)載均衡分類
注：LB，即負(fù)載均衡 (LoadBalancer)
2.1 集中式LB
即在服務(wù)的提供方和消費方之間使用獨立的LB設(shè)施，如Nginx(反向代理服務(wù)器)，由該設(shè)施負(fù)責(zé)把訪問請求通過某種策略轉(zhuǎn)發(fā)至服務(wù)的提供方！
2.2 進(jìn)程式 LB
將LB邏輯集成到消費方，消費方從服務(wù)注冊中心獲知有哪些地址可用，然后自己再從這些地址中選出一個合適的服務(wù)器。
Ribbon 就屬于進(jìn)程式LB，它只是一個類庫，集成于消費方進(jìn)程，消費方通過它來獲取到服務(wù)提供方的地址！
三、Spring Cloud Ribbon是什么？
（1）Ribbon負(fù)責(zé)實現(xiàn)客戶端的負(fù)載均衡，負(fù)載均衡器提供很多對http和tcp的行為控制。
（2）Ribbon默認(rèn)提供了很多負(fù)載均衡算法，如：輪詢、隨機等，也可以實現(xiàn)自定義的負(fù)載均衡算法。
（3）在Spring cloud中，當(dāng)Ribbon與Eureka結(jié)合使用時，Ribbon可以自動的從Eureka Server獲取服務(wù)列表，基于負(fù)載均衡算法，進(jìn)行服務(wù)調(diào)用。
（4）在Spring Cloud構(gòu)建的微服務(wù)系統(tǒng)中，Ribbon作為客戶端負(fù)載均衡器，有兩種使用方式，第一種是和RestTemplate相結(jié)合，第二種是和Feign相結(jié)合。
四、Ribbon 的負(fù)載均衡算法
（1）RoundRobinRule：輪詢策略，默認(rèn)策略。
（2）RandomRule，隨機，使用Random對象從服務(wù)列表中隨機選擇一個服務(wù)。
（3）RetryRule，輪詢 + 重試。
（4）WeightedResponseTimeRule：優(yōu)先選擇響應(yīng)時間快，此策略會根據(jù)平均響應(yīng)時間計算所有服務(wù)的權(quán)重，響應(yīng)時間越快，服務(wù)權(quán)重越重、被選中的概率越高。此類有個DynamicServerWeightTask的定時任務(wù)，默認(rèn)情況下每隔30秒會計算一次各個服務(wù)實例的權(quán)重。剛啟動時，如果統(tǒng)計信息不足，則使用RoundRobinRule策略，等統(tǒng)計信息足夠，會切換回來。
（5）AvailabilityFilteringRul：，可用性過濾，會先過濾掉以下服務(wù)：由于多次訪問故障而斷路器處于打開的服務(wù)、并發(fā)的連接數(shù)量超過閾值，然后對剩余的服務(wù)列表按照RoundRobinRule策略進(jìn)行訪問。
（6）BestAvailableRule：優(yōu)先選擇并發(fā)請求最小的，剛啟動時嗎，如果統(tǒng)計信息不足，則使用RoundRobinRule策略，等統(tǒng)計信息足夠，才會切換回來。
（7）ZoneAvoidanceRule：可以實現(xiàn)避免可能訪問失效的區(qū)域(zone)
五、環(huán)境準(zhǔn)備-搭建Eureka
1、建立Maven父工程
編寫pom.xml
<dependencyManagement>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
<version>0.2.0.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!--springCloud的依賴-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Hoxton.SR12</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
<!--SpringBoot-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
<version>2.3.12.RELEASE</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>
</dependencies>
</dependencyManagement>2、建立以下子工程
注：同樣也是Maven。
?
3、配置springcloud-eureka-7001
（1）目錄如下
?
（2）導(dǎo)入依賴
<dependencies>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-eureka-server -->
<!--導(dǎo)入Eureka Server依賴-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka-server</artifactId>
<version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>
<!--熱部署工具-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>
</dependencies>（3）編寫配置文件
application.yml:
server:
port: 7001
# Eureka配置
eureka:
instance:
# Eureka服務(wù)端的實例名字
hostname: localhost
client:
# 表示是否向 Eureka 注冊中心注冊自己(這個模塊本身是服務(wù)器,所以不需要)
register-with-eureka: false
# fetch-registry如果為false,則表示自己為注冊中心,客戶端的化為 ture
fetch-registry: false
# Eureka監(jiān)控頁面~
service-url:
defaultZone: http://${eureka.instance.hostname}:${server.port}/eureka/（4）編寫啟動器
注意：要在主啟動器上方添加 @EnableEurekaServer表示 服務(wù)端的啟動類，可以接受別人注冊進(jìn)來。
package com.yixin.springcloud;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaServer_7001 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(EurekaServer_7001.class,args);
}
}4、配置springcloud-provider-blog-8001
（1）建立目錄如下
?
（2）導(dǎo)入依賴
<!--導(dǎo)包~-->
<dependencies>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-eureka-server -->
<!--導(dǎo)入Eureka Server依賴-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
<version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>
<!--Spring Boot-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-test</artifactId>
<version>2.4.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
<version>2.4.5</version>
</dependency>
<!--熱部署工具-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>
</dependencies>（3）編寫配置文件
application.yml:
server:
port: 8001
spring:
application:
name: springcloud-provider-blog
# Eureka配置：配置服務(wù)注冊中心地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
instance:
instance-id: springcloud-provider-dept-8001 #修改Eureka上的默認(rèn)描述信息（4）編寫B(tài)logController
注：開發(fā)中，我們是需要連接到數(shù)據(jù)庫的，但為了給大家演示清楚Ribbon，這里我們用簡單dbsource來表示我們這個微服務(wù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。
package com.yixin.springcloud.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class BlogController {
//表示db01這個數(shù)據(jù)庫
@Value("db01")
private String dbsource;
//注冊進(jìn)來的微服務(wù)，獲取一些消息
@GetMapping("/blog/info")
public String discovery(){
return dbsource;
}
}（5）編寫啟動類BlogProvider_8001
package com.yixin.springcloud;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.discovery.EnableDiscoveryClient;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class BlogProvider_8001 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(BlogProvider_8001.class,args);
}
}5、編寫springcloud-provider-blog-8002和springcloud-provider-blog-8003
（1）導(dǎo)入的依賴和springcloud-provider-blog-8001一樣
（2） 配置springcloud-provider-blog-8002
a、application.yml(其實就是改了端口號而已）
server:
port: 8002
spring:
application:
name: springcloud-provider-blog
# Eureka配置：配置服務(wù)注冊中心地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
instance:
instance-id: springcloud-provider-dept-8002 #修改Eureka上的默認(rèn)描述信息b、編寫B(tài)logController
更改數(shù)據(jù)庫名：db02
package com.yixin.springcloud.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class BlogController {
//表示db02這個數(shù)據(jù)庫
@Value("db02")
private String dbsource;
//注冊進(jìn)來的微服務(wù)，獲取一些消息
@GetMapping("/blog/info")
public String discovery(){
return dbsource;
}
}c、編寫啟動類，和springcloud-provider-blog-8001一樣
(3) 配置springcloud-provider-blog-8003
a、application.yml(其實就是改了端口號而已）
server:
port: 8003
spring:
application:
name: springcloud-provider-blog
# Eureka配置：配置服務(wù)注冊中心地址
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:7001/eureka/
instance:
instance-id: springcloud-provider-dept-8003 #修改Eureka上的默認(rèn)描述信息b、BlogController
更改數(shù)據(jù)庫名：db03
package com.yixin.springcloud.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class BlogController {
//表示db03這個數(shù)據(jù)庫
@Value("db03")
private String dbsource;
//注冊進(jìn)來的微服務(wù)，獲取一些消息
@GetMapping("/blog/info")
public String discovery(){
return dbsource;
}
}c、編寫啟動類，和springcloud-provider-blog-8001一樣。
6、配置springcloud-consumer-blog-80
（1）目錄如下
?
（2）導(dǎo)入依賴
<!--導(dǎo)包~-->
<dependencies>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-eureka-server -->
<!--導(dǎo)入Eureka依賴-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
<version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>
<!--Spring Boot-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-test</artifactId>
<version>2.4.5</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
<version>2.4.5</version>
</dependency>
<!--熱部署工具-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
</dependency>
</dependencies>（3）編寫ConfigBean
package com.yixin.springcloud.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@Configuration
public class ConfigBean {
@Bean
public RestTemplate getRestTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}（4）編寫B(tài)logConsumerController
package com.yixin.springcloud.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@RestController
public class BlogConsumerController {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
private static final String REST_URL_PREFIX="http://localhost:8001";
@GetMapping("/consumer/blog")
public String get(){
return "消費端："+restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX +"/blog/info", String.class);
}
}（5）測試
依次啟動：
- springcloud-eureka-7001
- springcloud-provider-blog-8002
- springcloud-consumer-blog-80
訪問：http://localhost:8000/consumer/blog
?
至此，Eureka就搭建好了！
六、集成Ribbon
6.1 搭建Ribbon
由于Ribbon屬于進(jìn)程式 LB（Load Balance），即將LB邏輯集成到消費方，消費方從服務(wù)注冊中心獲知有哪些地址可用，所以我們只需要在消費方這邊進(jìn)行配置即可。
Eureka搭建好了，我們集成Ribbon非常簡單，只需三步：
配置springcloud-consumer-blog-80
（1）添加依賴：
<!--Ribbon-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
<version>1.4.6.RELEASE</version>
</dependency>（2）在配置類增加注解@LoadBalanced
package com.yixin.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 {
@LoadBalanced //配置負(fù)載均衡實現(xiàn)RestTemplate
@Bean
public RestTemplate getRestTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}（3）修改BlogConsumerController獲取路徑
package com.yixin.springcloud.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@RestController
public class BlogConsumerController {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
//private static final String REST_URL_PREFIX="http://localhost:8001";
private static final String REST_URL_PREFIX="http://SPRINGCLOUD-PROVIDER-BLOG";
@GetMapping("/consumer/blog")
public String get(){
return "消費端："+restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX +"/blog/info", String.class);
}
}注意：這里的SPRINGCLOUD-PROVIDER-BLOG指的就是我們服務(wù)注冊中的服務(wù)名。
所以為了搭建服務(wù)產(chǎn)生方集群，我們剛剛在搭建springcloud-provider-blog-8001、springcloud-provider-blog-8002、springcloud-provider-blog-8003的時候，我們就已經(jīng)將其服務(wù)名全部設(shè)置為一樣的了。
?
?
至此，Ribbon就搭建好了，Ribbon的默認(rèn)負(fù)載均衡算法是輪詢算法，也就是說，請求結(jié)束后都會向下一個服務(wù)端發(fā)送請求，例如 我們的有服務(wù)生產(chǎn)方A8001，服務(wù)端生產(chǎn)方B8002，服務(wù)端生產(chǎn)方C8003，那么消費端請求三次，依次的順序是A,B,C。
我們來進(jìn)行測試下：
- 依次啟動：
- springcloud-eureka-7001
- springcloud-provider-blog-8001
- springcloud-provider-blog-8002
- springcloud-provider-blog-8003
- springcloud-consumer-blog-80
訪問：http://localhost:7001/
可以發(fā)現(xiàn)，我們?nèi)齻€服務(wù)生產(chǎn)方已經(jīng)成功綁定了。
?
接著重頭戲來了！
進(jìn)行測試：
訪問：http://localhost:8000/consumer/blog
- 訪問第一次：
?
- 訪問第二次：
?
- 訪問第三次：
?
成功啦?。?！
6.2 切換負(fù)載均衡的規(guī)則
修改springcloud-consumer-blog-80下的ConfigBean
package com.yixin.springcloud.config;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
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 {
@LoadBalanced //配置負(fù)載均衡實現(xiàn)RestTemplate
@Bean
public RestTemplate getRestTemplate() {
return new RestTemplate();
}
/**
* IRule:
* RoundRobinRule 輪詢策略
* RandomRule 隨機策略
* AvailabilityFilteringRule ： 會先過濾掉，跳閘，訪問故障的服務(wù)~，對剩下的進(jìn)行輪詢~
* RetryRule ： 會先按照輪詢獲取服務(wù)~，如果服務(wù)獲取失敗，則會在指定的時間內(nèi)進(jìn)行，重試
*/
@Bean
public IRule myRule() {
return new RandomRule();//使用隨機策略
//return new RoundRobinRule();//使用輪詢策略
//return new AvailabilityFilteringRule();//會先過濾掉，跳閘，訪問故障的服務(wù)~，對剩下的進(jìn)行輪詢~
//return new RetryRule();//會先按照輪詢獲取服務(wù)~，如果服務(wù)獲取失敗，則會在指定的時間內(nèi)進(jìn)行，重試
}
}測試：
重啟springcloud-consumer-blog-80
訪問：http://localhost:8000/consumer/blog
- 訪問第一次：
?
- 訪問第二次：
?
- 訪問第三次：
?
可以發(fā)現(xiàn)它是隨機的！
6.3 自定義負(fù)載均衡的規(guī)則
在myRule包下自定義一個配置類MyRule.java。
注意：myRule包不要和主啟動類所在的包同級。
?
（1）編寫自定義規(guī)則MyRule
規(guī)則：每個服務(wù)訪問5次，換下一個服務(wù)。
package com.yixin.myRule;
import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
@Configuration
public class MyRule extends AbstractLoadBalancerRule {
// 每個服務(wù)訪問 5 次，換下一個服務(wù)
// total=0 => 默認(rèn) 0，如果等于 5 ，指向下一個服務(wù)節(jié)點
// index=0 => 默認(rèn) 0，如果 total 等于 5 ，index+1
private int total = 0; //被調(diào)用的次數(shù)
private int currentIndex = 0; //當(dāng)前誰在提供服務(wù)
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(); //獲得存活的服務(wù)
List<Server> allList = lb.getAllServers();//獲得全部服務(wù)
int serverCount = allList.size();
if (serverCount == 0) {
/*
* No servers. End regardless of pass, because subsequent passes
* only get more restrictive.
*/
return null;
}
// int index = chooseRandomInt(serverCount);//在區(qū)間內(nèi)隨機獲得一個地址
// server = upList.get(index);//從存活的列表中獲得
//=================================
total++;
if (total > 5) {
total = 0;
currentIndex++;
}
if (currentIndex >= upList.size()) currentIndex = 0;
server = upList.get(currentIndex);
//=================================
if (server == null) {
/*
* The only time this should happen is if the server list were
* somehow trimmed. This is a transient condition. Retry after
* yielding.
*/
Thread.yield();
continue;
}
if (server.isAlive()) {
return (server);
}
// Shouldn't actually happen.. but must be transient or a bug.
server = null;
Thread.yield();
}
return server;
}
protected int chooseRandomInt(int serverCount) {
return ThreadLocalRandom.current().nextInt(serverCount);
}
@Override
public Server choose(Object key) {
return choose(getLoadBalancer(), key);
}
@Override
public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
// TODO Auto-generated method stub
}
}（2）編寫配置類MyRuleConf
作用：將我們寫的這個規(guī)則注入到Spring中。
package com.yixin.myRule;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class MyRuleConf {
@Bean
public IRule myRule(){
return new MyRule();//自定義規(guī)則
}
}（3）啟動類增加注解@RibbonClient
package com.yixin.springcloud;
import com.yixin.myRule.MyRuleConf;
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
//在微服務(wù)啟動的時候就能加載自定義的Ribbon類(自定義的規(guī)則會覆蓋原有默認(rèn)的規(guī)則)
@RibbonClient(name = "SPRINGCLOUD-PROVIDER-BLOG",configuration = MyRuleConf.class)//開啟負(fù)載均衡,并指定自定義的規(guī)則
public class BlogConsumer_80 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(BlogConsumer_80.class,args);
}
}（4）測試
重啟 springcloud-consumer-blog-80
訪問：http://localhost:8000/consumer/blog
- 訪問1-5次：
?
- 訪問第6-10次：
?
- 訪問第11-15次：
?
自定義規(guī)則測試成功！??！
總結(jié)
以上就是對基于Spring Cloud的負(fù)載均衡Ribbon知識點和實操的講解，實現(xiàn)負(fù)載均衡可以將我們的壓力分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元。
這些僅為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
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