带你走进 SpringCloud2.0（三）：Ribbon

wind随缘
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背景

  • Ribbon：SpringCloud 的微服务中接口之间的相互调用时，服务根据拉取到本地的服务注册信息列表，以及 serverId 及轮询算法，选择一个服务的地址信息，组合成调用接口的完整信息，完成接口的调用。Ribbon 就完成了以上的功能。
  • Ribbon 实现了本地负载均衡。

Ribbon 介绍

Ribbon 简介

  • Ribbon 组件是 SpringCloud 提供的本地负载均衡解决方案。
  • Ribbon 实际是 netflix 开发，SpringCloud 仅做整合封装。
  • Ribbon 主要实现了本地负载均衡的功能。

Ribbon 实现原理

  • Ribbon 会在服务启动时，将注册服务信息列表拉取到本地，存储在 JVM 的内存中。
  • 当服务根据 serverId + url 方式调用接口时，会根据 serverId 从服务信息列表中取得对应服务列表信息（服务可能集群）。
  • 再根据轮询算法，通过取模：服务总请求数 % 服务集群数，选取一个服务信息。
  • Ribbon 封装了 HTTPClient，调用接口并返回结果。

本地负载均衡和服务端负载均衡区别

  • 本地负载均衡：服务将注册的服务信息列表拉取到本地，服务自己通过轮询等算法，选取服务列表中某个服务地址信息，然后调用接口，这就叫本地负载均衡。核心是服务自己实现负载均衡。
  • 服务端负载均衡：服务不获取注册服务信息列表，直接将请求发送给 nginx 等反向代理服务器，由 nginx 实现负载均衡，选择目标服务并发送请求，这就叫服务端负载均衡。核心是服务自己不实现负载均衡，由其他服务器实现负载均衡。

整合 Ribbon

  • SpringCloud 默认整合了 Ribbon，不需要进行额外的整合 maven 依赖，不需要注解开启 Ribbon 框架的功能。
  • Ribbon 可以在 application.yml 中配置超时时间，本质是设置 HTTPClient 的超时时间。
    ribbon:
  ### 连接超时时间，默认：1000，单位：ms
  ConnectTimeout: 5000
  ### 读取超时时间，默认：1000，单位：ms
  ReadTimeout: 5000

纯手写 Ribbon

  • SpringCloud 中通过 DiscoveryClient 对象获取注册的服务信息列表。
  • SpringCloud 通过 Feign 或 RestTemplate 调用接口时，底层默认整合 Ribbon 实现调用接口，所以我们使用 SpringCloud 调用其他微服务接口，不需要特意整合 Ribbon。这里纯手写 Ribbon 只是为了方便理解 Ribbon 的实现原理。
  • maven 依赖
    <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
</dependency>

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

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

<!-- 使用 HttpClient -->
<dependency>
    <groupId>org.apache.httpcomponents</groupId>
    <artifactId>httpclient</artifactId>
    <version>4.5.5</version>
</dependency>
  • 代码
    @Component
public class MyRibbon {
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    private Map<String, AtomicInteger> reqCountMap = new ConcurrentHashMap<>();

    /** 采用双重检查加锁的方式，创建 reqCount 对象，保证不出现线程安全问题，同时能较快创建对象 **/
    private AtomicInteger getRegCount(String serverId) {
        AtomicInteger reqCount = reqCountMap.get(serverId);
        if (reqCount == null) {
            synchronized (reqCountMap) {
                reqCount = reqCountMap.get(serverId);
                if(reqCount == null) {
                    reqCount = new AtomicInteger(-1);
                    reqCountMap.put(serverId, reqCount);
                }
            }
        }
        return reqCount;
    }

    /**
    * 获取服务列表，并通过负载均衡选择一个服务地址返回
    **/
    private String getInstances(String serverId) {
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances(serverId);
        if (instances == null || instances.size() == 0) {
            return null;
        }
        // 1. 服务集群总数
        Integer serverCount = instances.size();
        // 2. 轮询算法：通过总请求数与服务集群总数进行取模
        AtomicInteger reqCount = getRegCount(serverId);
        Integer serviceIndex = reqCount.addAndGet(1) % serverCount;
        return instances.get(serviceIndex).getUri().toString();
    }

    private String doGet(String url) {
        // 获得Http客户端(可以理解为:你得先有一个浏览器;注意:实际上HttpClient与浏览器是不一样的)
        CloseableHttpClient httpClient = HttpClientBuilder.create().build();
        // 创建Get请求
        HttpGet httpGet = new HttpGet(url);

        // 响应模型
        CloseableHttpResponse response = null;
        try {
            // 由客户端执行(发送)Get请求
            response = httpClient.execute(httpGet);
            // 从响应模型中获取响应实体
            HttpEntity responseEntity = response.getEntity();
            System.out.println("响应状态为:" + response.getStatusLine());
            if (responseEntity != null) {
                String res = EntityUtils.toString(responseEntity);
                System.out.println("响应内容长度为:" + responseEntity.getContentLength());
                System.out.println("响应内容为:" + res);
                return res;
            }
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            try {
                // 释放资源
                if (httpClient != null) {
                    httpClient.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return "error";
    }

    /**
    * 模拟 Ribbon 调用接口
    * @param serverId
    * @param url
    * @return
    */
    public String ribbonGet(String serverId, String url) {
        // 1.获取服务名称对应服务列表
        String host = getInstances(serverId);
        if (host == null) {
            return "No instances available for zookeeper-member-server";
        }
        url = host + url;
        String res = doGet(url);
        return res;
    }

}

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