ribbon

qinzhongliang
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一、ribbon简介

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）里面的所有机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随即连接等）去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

总结:Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡工具

二、LB简介

  • LB即负载均衡，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
  • 常见的负载均衡软件有Nginx、LVS、硬件F5等
  • 相应的中间件有dubbo和SpringCloud均提供了负载均衡，SpringCloud的负载均衡算法可以自定义

三、负载均衡分类

  • 集中式负载均衡(偏硬件):在服务的消费方和提供方之间使用独立的负载均衡设施，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
  • 进程内负载均衡(偏软件):将负载均衡逻辑集成到消费方，消费方从服务注册中心获知哪些地址可用，然后再从这些地址中选择出合适的服务器来运行，从而达到负载均衡的目的

ribbon就属于进程内负载均衡，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

四、Ribbon+RestTemplate方式调用服务实例

4.1、添加maven依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>

4.2、修改yml配置文件

server:
  port: 80

eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/

4.3、通过Ribbon+RestTemplate调用服务

@Configuration
public class ConfigBean {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
｝

4.4、主启动类添加@EnableEurekaClient注解

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class DeptConsumer80_App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptConsumer80_App.class,args);
    }
}

4.5、修改服务消费者Controller

@RestController
public class DeptControllerConsumer {

    //private static final String REST_URL_PREFIX="http://localhost:8001";
    private static final String REST_URL_PREFIX="http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping(value = "/consumer/dept/add")
    public boolean add(Dept dept){
        return restTemplate.postForObject(REST_URL_PREFIX+"/dept/add",dept,Boolean.class);
    }

    @RequestMapping(value = "/consumer/dept/get/{id}")
    public Dept get(@PathVariable("id")Long id){
        return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX+"/dept/get/"+id,Dept.class);
    }

    @RequestMapping(value = "/consumer/dept/list")
    public List<Dept> list(){
        return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX+"/dept/list",List.class);
    }

    @RequestMapping(value = "/consumer/dept/discovery")
    public Object discovery(){
        return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX+"/dept/discovery",Object.class);
    }

}

总结:Ribbon和Eureka整合后，服务消费者可以直接调用服务而不再关心访问地址和端口号，可以通过微服务名称直接调用，其中微服务名称为微服务提供者注册的服务名称

spring:
  application:
    name: microservicecloud-dept

五、ribbon负载均衡

ribbon在工作时分成两步

  • 先选择Eureka Server，它优先选择在同一个区域内负载较少的server
  • 再根据用户指定的策略，从Eureka 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

六、ribbon核心组件IRule

官方网址

IRule: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
  • AvailabilityFilteringRule:会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路跳闸状态的服务，还有并发的连接数量超过阀值的服务，然后对剩余的服务列表按照轮询策略进行访问
  • WeightedResponseTimeRule:根据平均响应时间计算所有服务的权重，响应时间越快服务权重越大，被选中的概率越高，刚启动时，如果统计信息不足，则使用RoundRobinRule策略，等统计信息足够，会切换到WeightedResponseTimeRule
  • RetryRule:先按照轮询的策略获取服务，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
  • BestAvailableRule: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
  • 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
@Configuration
public class ConfigBean {

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    //用新定义的负载均衡规则覆盖默认的负载均衡规则
    @Bean
    public IRule myRule(){
        //return new RoundRobinRule();// todo 轮询
        //return new RandomRule();//todo 随机
        return new RetryRule();//todo 先按照轮询的策略获取服务，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
    }
}

七、自定义ribbon的负载均衡策略

  • 启动类添加@RibbonClient

      在启动该微服务的时候就能去加载我们的自定义Ribbon配置类，从而使配置生效

  • 注意配置细节

      官方文档明确给出了警告，自定义配置类不能放在@ComponentScan所描述的当前包下以及其子包下
  否则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

需求:依旧轮询策略，但是加上新需求，每台服务器要求被调用5次

5.1、自定义算法:

public class RandomRule_ZY extends AbstractLoadBalancerRule {

    private int total=0;//todo 总共调度的次数，目前要求每台被调用5次
    private int currentIndex=0;//todo 当前提供服务的机器号
    
    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
        if (lb == null) {
            return null;
        } else {
            Server server = null;
            while(server == null) {
                if (Thread.interrupted()) {
                    return null;
                }
                List<Server> upList = lb.getReachableServers();
                List<Server> allList = lb.getAllServers();
                int serverCount = allList.size();
                if (serverCount == 0) {
                    return null;
                }
                
                if(total<5){
                    server=upList.get(currentIndex);
                    total++;
                }else{
                    total=0;
                    currentIndex++;
                    if(currentIndex>=upList.size()){
                        currentIndex=0;
                    }
                }
                
                if (server == null) {
                    Thread.yield();
                } else {
                    if (server.isAlive()) {
                        return server;
                    }
                    server = null;
                    Thread.yield();
                }
            }
            return server;
        }
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {}

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        return this.choose(this.getLoadBalancer(), key);
    }
}

5.2、调用:

@Configuration
public class MySelfRule {
    @Bean
    public IRule myRule(){
        return new RandomRule_ZY();//todo 自定义负载均衡算法
    }
}

5.3、主启动类添加注解:

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RibbonClient(name = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MySelfRule.class)
public class DeptConsumer80_App {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DeptConsumer80_App.class,args);
    }
}
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