一、概述
1、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(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。
2、官网资料
Ribbon目前也进入维护模式
未来替换方案
3、能干吗
1、LB(负载均衡)
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。
1、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;
2、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。
2、前面我们讲解过了80通过轮询负载访问8001/8002
3、一句话
负载均衡+RestTemplate调用
二、Ribbon负载均衡演示
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。 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。
2、POM
之前写样例时候没有引入spring-cloud-starter-ribbon也可以使用ribbon,
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>
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
3、二说RestTemplate的使用
1、官网
2、getForObject方法/getForEntity方法
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
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、postForObject/postForEntity
4、GET请求方法
<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);
<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);
<T> T getForObject(URI url, Class<T> responseType);
<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);
<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);
<T> ResponseEntity<T> getForEntity(URI var1, Class<T> responseType);
5、POST请求方法
<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);
<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);
<T> T postForObject(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);
<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);
<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);
<T> ResponseEntity<T> postForEntity(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);
三、Ribbon核心组件IRule
1、IRule:根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务
1、com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule 轮询
2、com.netflix.loadbalancer.RandomRule 随机
3、com.netflix.loadbalancer.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
4、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
5、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
6、AvailabilityFilteringRule 先过滤掉故障实例,再选择并发较小的实例
7、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
2、如何替换
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。
3、新建package com.atguigu.myrule
4、上面包下新建MySelfRule规则类
package com.atguigu.myrule;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-26 23:57
*/
@Configuration
public class MySelfRule
{
@Bean
public IRule myRule()
{
return new RandomRule();//定义为随机
}
}
5、主启动类添加@RibbonClient
package com.atguigu.springcloud;
import com.atguigu.myrule.MySelfRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-25 3:20
*/
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //EurekaClient通过注册中心进行访问
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration= MySelfRule.class)
public class MainApp80 {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(MainApp80.class, args);
}
}
6、测试 http://localhost/consumer/payment/get/1
四、Ribbon负载均衡算法
启动类上注释掉
//@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration= MySelfRule.class)
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 ,每次服务重启动后rest接口计数从1开始。
List 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…
如果8001或者801重启,或者整个服务重启了,就从1重新开始
2、RoundRobinRule源码
3、手写
手写一个负载均衡的算法: 原理 + JUC (CAS+自旋锁的复习)
自己试着写一个本地负载均衡器试试
1、7001/7002集群启动
2、8001/8002微服务改造
controller
8001
package com.atguigu.springcloud.controller;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-25 1:02
*/
import com.atguigu.springcloud.entities.CommonResult;
import com.atguigu.springcloud.entities.Payment;
import com.atguigu.springcloud.service.PaymentService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;
@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {
@Resource
private PaymentService paymentService;
@Value("${server.port}")
private String serverPort;
@Resource //服务发现接口
private DiscoveryClient discoveryClient;
// http://localhost:8001/payment/create?serial=为什么加@RequestBody不行
@PostMapping(value = "/payment/create")
public CommonResult create(@RequestBody Payment payment) {
int result = paymentService.create(payment);
log.info("*****插入操作返回结果:" + result);
if (result > 0) {
return new CommonResult(200, "插入数据库成功,serverPort:" + serverPort, result);
} else {
return new CommonResult(444, "插入数据库失败,serverPort:" + serverPort, null);
}
}
// http://localhost:8001/payment/get/1
@GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id) {
Payment payment = paymentService.getPaymentById(id);
log.info("*****查询结果:{}", payment);
if (payment != null) {
return new CommonResult(200, "查询成功,serverPort:" + serverPort, payment);
} else {
return new CommonResult(444, "没有对应记录,查询ID: " + id + ",serverPort:" + serverPort, null);
}
}
@GetMapping(value = "/payment/discovery")
public Object discovery() {
//获取服务列表
List<String> services = discoveryClient.getServices();
for (String element : services) {
log.info("************element:"+element);
}
//获取某服务的详细信息,服务id、服务主机Host,服务端口port,服务地址Url
List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
for (ServiceInstance element : instances) {
log.info(element.getServiceId() + "\t" + element.getHost() + "\t" + element.getPort() + "\t"
+ element.getUri());
}
return this.discoveryClient;
}
//********************加入这个,返回服务端口
@GetMapping(value = "/payment/lb")
public String getPaymentLB()
{
return serverPort;
}
}
8001
package com.atguigu.springcloud.controller;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-25 1:02
*/
import com.atguigu.springcloud.entities.CommonResult;
import com.atguigu.springcloud.entities.Payment;
import com.atguigu.springcloud.service.PaymentService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import javax.annotation.Resource;
@RestController
@Slf4j
public class PaymentController {
@Resource
private PaymentService paymentService;
@Value("${server.port}")
private String serverPort;
// http://localhost:8001/payment/create?serial=为什么加@RequestBody不行
@PostMapping(value = "/payment/create")
public CommonResult create(@RequestBody Payment payment) {
int result = paymentService.create(payment);
log.info("*****插入操作返回结果:" + result);
if (result > 0) {
return new CommonResult(200, "插入数据库成功,serverPort:"+serverPort, result);
} else {
return new CommonResult(444, "插入数据库失败,serverPort:"+serverPort, null);
}
}
// http://localhost:8001/payment/get/1
@GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id) {
Payment payment = paymentService.getPaymentById(id);
log.info("*****查询结果:{}", payment);
if (payment != null) {
return new CommonResult(200, "查询成功,serverPort:"+serverPort, payment);
} else {
return new CommonResult(444, "没有对应记录,查询ID: " + id+",serverPort:"+serverPort, null);
}
}
//********************加入这个,返回服务端口
@GetMapping(value = "/payment/lb")
public String getPaymentLB()
{
return serverPort;
}
}
3、80订单微服务改造
1、ApplicationContextBean去掉注解@LoadBalanced
package com.atguigu.springcloud.config;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-25 3:30
*/
@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
@Bean
// @LoadBalanced //这个
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}
2、LoadBalancer接口
package com.atguigu.springcloud.lb;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import java.util.List;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-27 0:36
*/
public interface LoadBalancer {
ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}
3、MyLB
package com.atguigu.springcloud.lb;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.stereotype.Component;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-27 0:37
*/
@Component
public class MyLB implements LoadBalancer {
private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
public final int getAndIncrement() {
int current;
int next;
/**这个也是自旋锁
* for (;;){
*
* }
*/
do {//自旋锁
current = this.atomicInteger.get();
//2147483647是Integer.MAX_VALUE最大值,判断是否下标越界,
next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
} while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current, next));
System.out.println("*****第几次,访问次数next: " + next);
return next;
}
//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 ,每次服务重启动后rest接口计数从1开始。
@Override
public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
return serviceInstances.get(index);
}
}
4、OrderController
package com.atguigu.springcloud.controller;
/**
* @author String-int
* @create 2022-04-25 3:25
*/
import com.atguigu.springcloud.entities.CommonResult;
import com.atguigu.springcloud.entities.Payment;
import com.atguigu.springcloud.lb.LoadBalancer;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import javax.annotation.Resource;
import java.net.URI;
import java.util.List;
@RestController
@Slf4j
public class OrderController {
// public static final String PaymentSrv_URL = "http://localhost:8001";
public static final String PaymentSrv_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
//可以获取注册中心上的服务列表
@Resource
private DiscoveryClient discoveryClient;
@Resource
private LoadBalancer loadBalancer;
@GetMapping("/consumer/payment/create")//客户端用浏览器是get请求,但是底层实质发送post调用服务端8001
public CommonResult create(Payment payment) {
// return restTemplate.postForObject(PaymentSrv_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class);
return restTemplate.postForEntity(PaymentSrv_URL + "/payment/create", payment, CommonResult.class).getBody();
}
//http://localhost/consumer/payment/get/1
@GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
public CommonResult getPayment(@PathVariable Long id) {
return restTemplate.getForObject(PaymentSrv_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class, id);
}
//http://localhost/consumer/payment/getForEntity/1
@GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}")
public CommonResult getPayment2(@PathVariable Long id) {
ResponseEntity<CommonResult> entity=restTemplate.getForEntity(PaymentSrv_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class, id);
if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
log.info(entity.getStatusCode()+"\t"+entity.getHeaders());
return entity.getBody();
}else {
return new CommonResult<>(444,"操作失败");
}
}
//****这里**********
@GetMapping("/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);
}
}
5、测试 http://localhost/consumer/payment/lb
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