Spring Cloud Ribbon，会用这个可真的是太了不起了

作者: HUI 发布: 2022年5月8日 3阅读 0评论

什么是Ribbon？ 目前主流的负载均衡分为两种: 集中式负载均衡 在消费者和服务提供方中间使用…

什么是Ribbon？

目前主流的负载均衡分为两种:

  • 集中式负载均衡 在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载,比如硬件有F5,软件如nginx
  • 客户端根据自己的请求情况做负载均衡,Ribbon 就属于客户端自己做负载均衡

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具,Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置,比如超时、重试等

通过Load Balancer获取到服务提供的所有机器实例,Ribbon会自动基于某种规则(轮询、随机)去调用这些服务.

Ribbon也可以实现我们自己的负载均衡算法

客户端的负载均衡

例如Spring Cloud中的Ribbon,客户端会有一个服务器地址列表,在发送请求前通过负载均衡算法选择一个服务器,然后进行访问,这是客户端负载均衡,也就是在客户端就进行负载均衡算法的分配

详细链接： www.processon.com/view/link/6…

服务端的负载均衡

例如Nginx,通过Nginx进行负载均衡,先发送请求,然后通过负载均衡算法,在多个服务器之间选择一个进行访问.

即在服务器端再进行负载均衡算法分配

详细链接： www.processon.com/view/link/6…

常见的负载均衡算法

  • 随机 通过随机选择服务进行执行,一般这种方式使用较少
  • 轮训 负载均衡默认实现方式,请求来之后排队处理
  • 加权轮训 通过对服务器性能的分型,给高配置,低负载的服务器分配更高的权重,均衡各个服务器的压力
  • 地址Hash 通过客户端请求的地址的hash值取模映射进行服务器调度.ip hash
  • 最小连接数 即使请求均衡了,压力不一定会均衡,最小连接数法就是根据服务器的情况,比如请求积压数等参数,将请求分配到当前压力最小的服务器上.最小活跃数

Ribbon的使用

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public class RibbonDemo { public static void main(String[] args) { // 服务列表 List<Server> serverList = Lists.newArrayList( new Server("localhost", 8020), new Server("localhost", 8021)); // 构建负载实例 ILoadBalancer loadBalancer = LoadBalancerBuilder.newBuilder() .buildFixedServerListLoadBalancer(serverList); // 调用 5 次来测试效果 for (int i = 0; i < 5; i++) { String result = LoadBalancerCommand.<String>builder() .withLoadBalancer(loadBalancer).build() .submit(new ServerOperation<String>() { @Override public Observable<String> call(Server server) { String addr = "http://" + server.getHost() + ":" + server.getPort() + "/order/findOrderByUserId/1"; System.out.println(" 调用地址：" + addr); URL url = null; try { url = new URL(addr); HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection(); conn.setRequestMethod("GET"); conn.connect(); InputStream in = conn.getInputStream(); byte[] data = new byte[in.available()]; in.read(data); return Observable.just(new String(data)); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } return null; } }).toBlocking().first(); System.out.println(" 调用结果：" + result); } } } 复制代码

Spring Cloud整合Ribbon

引入依赖

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<!--添加ribbon的依赖--> <dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId> </dependency> 复制代码

nacos-discovery依赖了ribbon,可以不用再引入ribbon依赖

添加@LoadBalanced注解

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@Bean @LoadBalanced public RestTemplate restTemplate() { return new RestTemplate(); } 复制代码

Ribbon内部原理

详细链接: www.processon.com/view/link/6…

模拟Ribbon轮询算法实现

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@Autowired private DiscoveryClient discoveryClient; public String getUri(String serviceName) { List<ServiceInstance> serviceInstances = discoveryClient.getInstances(serviceName); if (serviceInstances == null || serviceInstances.isEmpty()) { return null; } int serviceSize = serviceInstances.size(); // 轮询 int indexServer = incrementAndGetModulo(serviceSize); return serviceInstances.get(indexServer).getUri().toString(); } private AtomicInteger nextIndex = new AtomicInteger(0); private int incrementAndGetModulo(int modulo) { for (;;) { int current = nextIndex.get(); int next = (current + 1) % modulo; if (nextIndex.compareAndSet(current, next) && current < modulo){ return current; } } } 复制代码

@LoadBalanced 注解原理

LoadBalancerAutoConfiguration

@LoadBalanced利用@Qualifier作为restTemplates注入的筛选条件,筛选出具有负载均衡标识的RestTemplate

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@Configuration( proxyBeanMethods = false ) @ConditionalOnClass({RestTemplate.class}) @ConditionalOnBean({LoadBalancerClient.class}) @EnableConfigurationProperties({LoadBalancerRetryProperties.class}) public class LoadBalancerAutoConfiguration { .... @Configuration( proxyBeanMethods = false ) @ConditionalOnMissingClass({"org.springframework.retry.support.RetryTemplate"}) static class LoadBalancerInterceptorConfig { LoadBalancerInterceptorConfig() { } @Bean public LoadBalancerInterceptor ribbonInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancerClient, LoadBalancerRequestFactory requestFactory) { return new LoadBalancerInterceptor(loadBalancerClient, requestFactory); } @Bean @ConditionalOnMissingBean public RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(final LoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) { return (restTemplate) -> { List<ClientHttpRequestInterceptor> list = new ArrayList(restTemplate.getInterceptors()); // 添加了loadBancerInterceptor拦截器 list.add(loadBalancerInterceptor); restTemplate.setInterceptors(list); }; } } } 复制代码

Ribbon相关接口

org.springframework.cloud.netflix.ribbon.****RibbonClientConfiguration

IClientConfig：Ribbon的客户端配置,默认采用DefaultClientConfigImpl实现

IRule：Ribbon的负载均衡策略,默认采用ZoneAvoidanceRule实现,该策略能够在多区域环境下选出最佳区域的实例进行访问

IPing：Ribbon的实例检查策略,默认采用DummyPing实现,该检查策略是一个特殊的实现,实际上它并不会检查实例是否可用,而是始终返回true,默认认为所有服务实例都是可用的

ServerList：服务实例清单的维护机制,默认采用ConfigurationBasedServerList实现

ServerListFilter：服务实例清单过滤机制,默认采ZonePreferenceServerListFilter,该策略能够优先过滤出与请求方处于同区域的服务实例

ILoadBalancer：负载均衡器,默认采用ZoneAwareLoadBalancer实现,它具备了区域感知的能力

Ribbon负载均衡策略

  1. RandomRule： 随机选择一个Server
  2. RetryRule： 对选定的负载均衡策略机上重试机制,在一个配置时间段内当选择Server不成功,则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server
  3. RoundRobinRule： 轮询选择, 轮询index,选择index对应位置的Server
  4. AvailabilityFilteringRule： 过滤掉一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端Server,并过滤掉那些高并发的后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑,其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。
  5. BestAvailableRule： 选择一个最小的并发请求的Server,逐个考察Server,如果Server被tripped了,则跳过
  6. WeightedResponseTimeRule： 根据响应时间加权，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低
  7. ZoneAvoidanceRule： 默认的负载均衡策略,即复合判断Server所在区域的性能和Server的可用性选择Server,在没有区域的环境下,类似于轮询(RandomRule)
  8. NacosRule: 同集群优先调用

修改默认负载均衡策略

  • 全局配置：调用其他微服务,一律使用指定的负载均衡算法
  • @Bean public IRule() { // 指定使用Nacos提供的负载均衡策略(优先调用同一集群的实例,基于随机权重) return new NacosRule(); } 复制代码
  • 局部配置:调用指定微服务提供的服务时,使用对应的负载均衡算法
  • 修改application.yml
  • # 被调用的微服务名 mall-order: ribbon: # 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机&权重） NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule 复制代码

自定义负载均衡策略

通过实现IRule接口可以自定义负载策略,主要的选择服务逻辑在 choose 方法中

实现基于Nacos权重的负载均衡策略

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@Slf4j public class NacosRandomWithWeightRule extends AbstractLoadBalancerRule { @Autowired private NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties; @Override public Server choose(Object key) { DynamicServerListLoadBalancer loadBalancer = (DynamicServerListLoadBalancer) getLoadBalancer(); String serviceName = loadBalancer.getName(); NamingService namingService = nacosDiscoveryProperties.namingServiceInstance(); try { //nacos基于权重的算法 Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance(serviceName); log.info(instance.getIp() + ":" + instance.getPort()); return new NacosServer(instance); } catch (NacosException e) { log.error("获取服务实例异常：{}", e.getMessage()); e.printStackTrace(); } return null; } @Override public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) { } } 复制代码

配置自定义的策略

  • 局部配置
  • 修改application.yml

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# 被调用的微服务名 mall-order: ribbon: # 自定义的负载均衡策略（基于随机&权重） NFLoadBalancerRuleClassName: com.tuling.mall.ribbondemo.rule.NacosRandomWithWeightRule 复制代码

  • 全局配置
  • @Bean public IRule ribbonRule() { return new NacosRandomWithWeightRule(); } 复制代码
  • 局部配置第二种方式

可以利用@RibbonClient指定微服务及其负载均衡策略

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@SpringBootApplication(exclude = {DataSourceAutoConfiguration.class, DruidDataSourceAutoConfigure.class}) //@RibbonClient(name = "mall-order",configuration = RibbonConfig.class) //配置多个 RibbonConfig不能被@SpringbootApplication的@CompentScan扫描到，否则就是全局配置的效果 @RibbonClients(value = { // 在SpringBoot主程序扫描的包外定义配置类 @RibbonClient(name = "mall-order",configuration = RibbonConfig.class), @RibbonClient(name = "mall-account",configuration = RibbonConfig.class) }) 复制代码

注意: 不能写在@SpringbootApplication注解的@CompentScan扫描得到的地方,否则自定义的配置类就会被所有的 RibbonClients共享.不建议这么使用,推荐yml方式

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饥饿加载

在进行服务调用的时候,如果网络情况不好,第一次调用会超时

Ribbon默认懒加载,意味着只有在发起调用的时候才会创建客户端

开启饥饿加载,解决第一次调用慢的问题

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ribbon: eager-load: # 开启ribbon饥饿加载 enabled: true # 配置mall-order使用ribbon饥饿加载，多个使用逗号分隔 clients: mall-order 复制代码

RibbonEagerLoadProperties

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@ConfigurationProperties( prefix = "ribbon.eager-load" ) public class RibbonEagerLoadProperties { private boolean enabled = false; private List<String> clients; public RibbonEagerLoadProperties() { } public boolean isEnabled() { return this.enabled; } public void setEnabled(boolean enabled) { this.enabled = enabled; } public List<String> getClients() { return this.clients; } public void setClients(List<String> clients) { this.clients = clients; } }

原文链接：https://juejin.cn/post/7091532202936107016

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