5.Ribbon负载均衡服务调用

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1. 概述

1.1 Ribbon是什么

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。

1.2 官网资料

https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started

1.3 Ribbon能干什么

负载均衡

什么是负载均衡

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,常见的负载均衡有软件Nginx, LVS, 硬件F5等
负载均衡分为集中式LB 和进程内LB
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。

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,在调用微服务接口的时候,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PRC远程服务调用技术

2. Ribbon负载均衡演示

2.1 架构说明


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。
  • Ribbon提供了多种策略:比如轮询、随机和根据响应时间加权。

Ribbon其实是一个软负载均衡的客户端组件,他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

2.2 pom文件

cloud-consumer-order80没有引入ribbon依赖,但也可以使用ribbon为什么?

猜测spring-cloud-starter-netflix-eureka-client自带了spring-cloud-starter-ribbon引用
证明如下:可以看到spring-cloud-starter-netflix-eureka-client确实引入了Ribbon

2.3 RestTemplate的使用

  • 官网 https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html
  • getForObject/getForEntity方法区别
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

3. Ribbon核心组件IRule

IRule: 根据特定算法从服务列表中选择一个要访问的服务

3.1 ribbon默认自带的负载规则

  • 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,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 会先过滤掉故障实例,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

3.2 如何替换负载规则

3.2.1 修改cloud-consumer-order80

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

(1) 新建package com.jd.myrule

(2) 在上面的包下面新建MySelfRule规则类

package com.jd.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 MySelfRule {

    @Bean
    public IRule myRule(){
        return new RandomRule(); //定义为随机
    }
}

(3) 主启动类添加@RibbonClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RibbonClient(name="CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class, args);
    }
}
3.2.2 测试

用idea 自带的高能神器(REST Client)来测试
从顶层工具栏依次Tools-> HTTP Client ->Test RESTFUL Web Service打开后,IDEA REST Client控制台界面如下样式


经过测试8001 8002随机出现

4. Ribbon负载均衡算法

4.1 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,每次服务重启后rest接口计数从1开始

4.2 架构图

4.3 手写负载策略

4.3.1 8001/8002微服务改造

PaymentController 添加如下方法

@GetMapping(value="/payment/lb")
public String getPaymentLB(){
    return serverPort;
}
4.3.2 80订单微服务改造

(1) ApplicationContextConfig去掉@LoadBalanced注解
(2) LoadBalancer接口

package com.jd.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import java.util.List;

public interface LoadBalancer {

    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

(3) MyLB

package com.jd.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component
public class MyLB implements LoadBalancer {

    private AtomicInteger atomoicInteger = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndIncrement(){
        int current;
        int next;
        do{
            current = this.atomoicInteger.get();
            next = current >= Integer.MAX_VALUE ? 0 : current + 1;
        }while (!this.atomoicInteger.compareAndSet(current, next));
        System.out.println("**** 第几次访问,次数next:"+next);
        return next;
    }

    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
        return serviceInstances.get(index);
    }
}

(4) OrderController 添加如下

@Resource
private LoadBalancer loadBalancer;

@Resource
private DiscoveryClient discoveryClient;

@GetMapping("/consumer/payment/lb")
public String getLB(){
    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);
}

(5) 测试

http://localhost/consumer/payment/lb


8001 8002交替出现,手写轮询ok