Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套**客户端负载均衡的工具**。 <!--more--> ## 一、Ribbon入门介绍 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。 > ribbon > > 英 [ˈrɪbən] 美 [ˈrɪbən] > > n. (用于捆绑或装饰的)带子;丝带;带状物;狭长的东西;绶带;勋带 Github-Ribbon Ribbon目前也进入维护模式。 Ribbon未来可能被Spring Cloud LoadBalacer替代。 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。 > nginx是代理模式，帮你转发请求，ribbon是提供算法帮你选择一个服务器，你自己去调 > > > > Ribbon是在客户端发送请求前通过负载均衡算法选择服务器，Nginx是在客户端发送请求后拦截该请求，通过算法选择服务器 > > 例如：我调用订单模块，ribbon会选择调用订单模块中的1还是2.然后发送请求去调用服务，会被nginx拦截判断去哪个服务器上调用这个服务。 **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获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址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，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。 **一句话** 负载均衡 + RestTemplate调用 ## 二、Ribbon的负载均衡和Rest调用 ### 2.1 架构说明 总结：Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，它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。  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。 **POM** 先前工程项目没有引入spring-cloud-starter-ribbon也可以使用ribbon。 ```xml <dependency> <groupld>org.springframework.cloud</groupld> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId> </dependency> ``` 这是因为spring-cloud-starter-netflix-eureka-client自带了spring-cloud-starter-ribbon引用。 ### 2.2 RestTemplate的使用 [RestTemplate Java Doc(opens new window)](https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html) **getForObject() / getForEntity() **- GET请求方法 getForObject()：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。 getForEntity()：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。 ```java @GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}") public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Integer id){ ResponseEntity<CommonResult> responseEntity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class); if(responseEntity.getStatusCode().is2xxSuccessful()){ return responseEntity.getBody(); }else { return new CommonResult<>(444,"查询失败"); } } @PostMapping("/consumer/payment/postForEntity/create") public CommonResult<Payment> creat2(Payment payment){ return restTemplate.postForEntity(PAYMENT_URL+"/payment/create",payment,CommonResult.class).getBody(); } ``` **postForObject() / postForEntity()** - POST请求方法 - 测试   ## 三、Ribbon默认自带的负载规则 lRule：根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务  - RoundRobinRule 轮询 - RandomRule 随机 - 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 ## 四、Ribbon负载规则替换 1、修改cloud-consumer-order80 2、注意配置细节 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。 （**也就是说不要将Ribbon配置类与主启动类同包**） 3、新建package - com.xu.myrule 4、在com.xu.myrule下新建规则类 ```java @Configuration public class MySelfRule { @Bean public IRule myRule(){ return new RandomRule(); } } ``` 5、主启动类添加@RibbonClient ```java @SpringBootApplication @EnableEurekaClient @RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class) public class OrderMain80 { public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(OrderMain80.class,args); } } ``` 6、测试 - 开启cloud-eureka-server7001，cloud-consumer-order80，cloud-provider-payment8001，cloud-provider-payment8002 - 浏览器-输入http://localhost/consumer/payment/get/23  返回结果中的serverPort在8001与8002两种间反复横跳。 ## 五、Ribbon默认负载轮询算法原理 默认负载轮训算法: 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。 ```java List<Servicelnstance> 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… ## 六、RoundRobinRule源码分析 ```java package com.netflix.loadbalancer; public interface IRule { Server choose(Object var1); void setLoadBalancer(ILoadBalancer var1); ILoadBalancer getLoadBalancer(); } ``` ```java package com.netflix.loadbalancer; import com.netflix.client.config.IClientConfig; import org.slf4j.Logger; import org.slf4j.LoggerFactory; import java.util.List; import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger; /** * The most well known and basic load balancing strategy, i.e. Round Robin Rule. * * @author stonse * @author Nikos Michalakis <nikos@netflix.com> * */ public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule { private AtomicInteger nextServerCyclicCounter; private static final boolean AVAILABLE_ONLY_SERVERS = true; private static final boolean ALL_SERVERS = false; private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RoundRobinRule.class); public RoundRobinRule() { nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0); } public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) { this(); setLoadBalancer(lb); } //重点关注这方法。 public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) { if (lb == null) { log.warn("no load balancer"); return null; } Server server = null; int count = 0; while (server == null && count++ < 10) { List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers(); List<Server> allServers = lb.getAllServers(); int upCount = reachableServers.size(); int serverCount = allServers.size();//2 if ((upCount == 0) || (serverCount == 0)) { log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb); return null; } int nextServerIndex = incrementAndGetModulo(serverCount);//下标位置 server = allServers.get(nextServerIndex);//0 1 0 1 0 1... if (server == null) { /* Transient. */ Thread.yield(); continue; } if (server.isAlive() && (server.isReadyToServe())) { return (server); } // Next. server = null; } if (count >= 10) { log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: " + lb); } return server; } /** * Inspired by the implementation of {@link AtomicInteger#incrementAndGet()}. * * @param modulo The modulo to bound the value of the counter. * @return The next value. */ private int incrementAndGetModulo(int modulo) { for (;;) { int current = nextServerCyclicCounter.get(); int next = (current + 1) % modulo;//求余法 if (nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next))//比较并交换 return next; } } @Override public Server choose(Object key) { return choose(getLoadBalancer(), key); } @Override public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) { } } ``` ## 七、Ribbon之手写轮询算法 自己试着写一个类似RoundRobinRule的本地负载均衡器。 - 7001/7002集群启动 - 8001/8002微服务改造- controller ```java @RestController @Slf4j public class PaymentController{ ... @GetMapping(value = "/payment/lb") public String getPaymentLB() { return serverPort;//返回服务接口 } ... } ``` - 80订单微服务改造 1、ApplicationContextConfig去掉注解@LoadBalanced，OrderMain80去掉注解@RibbonClient 2、创建LoadBalancer接口 ```java /** * @author xuzb * @version 1.0 * @date 2023/5/18 desc:收集现在服务器集群上总共有多少台能够提供服务的机器，放到List里面 */ public interface LoadBalancer { ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstance); } ``` 3、创建实现类MyLB，实现LoadBalancer接口 ```java /** * @Author xuzb * @Date 2023/5/18 21:49 * @Version 1.0 */ @Component public class MyLB implements LoadBalancer { private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);//初始值为0 public final int getAndIncrement(){ int current; int next; do{ current = this.atomicInteger.get();//得到初始值 next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1; //比较，如果当前值current与期望值一致，就修改 返回true 取反 跳出循环 }while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current,next)); System.out.println("-----第几次访问，次数next-----:"+next);// return next; } @Override public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstance) { int index = getAndIncrement() % serviceInstance.size(); return serviceInstance.get(index); } } ``` > this.atomicInteger.compareAndSet(current,next) > > 就是将现在的current与atomicInteger类里面的value进行比较，看看修改了吗，没修改的话，就更新value为next 4、OrderController ```java @RestController @Slf4j public class OrderController { //public static final String PAYMENT_URL= "http://localhost:8001"; public static final String PAYMENT_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";//eureka注册的服务名称 //... @Resource//引入自己写的负载均衡 private LoadBalancer loadBalancer; @Resource private DiscoveryClient discoveryClient; @GetMapping(value = "/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); } //... } ``` 6、测试 不停地刷新[http://localhost:80/consumer/payment/lb (opens new window)](http://localhost:80/consumer/payment/lb)，可以看到8001/8002交替出现。  最后修改：2023 年 05 月 18 日 © 允许规范转载 赞 2 如果觉得我的文章对你有用，请随意赞赏