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【SpringCloud笔记】（5）服务调用之Ribbon

飞熊 • • 技术随笔 • 阅读 282

如果你不相信努力和时光，那么成果就会是第一个选择辜负你的。不要去否定你自己的过去，也不要用你的过去牵扯你现在的努力和对未来的展望。不是因为拥有希望你才去努力，而是去努力了，你才有可能看到希望的光芒。【SpringCloud笔记】（5）服务调用之Ribbon，希望对大家有帮助，欢迎收藏，转发！站点地址：www.bmabk.com，来源：原文

Ribbon

概述

SpringCloud Ribbon是基于NetfIixRibbon实现的一套客户端 负载均衡的工具。

简单的说，Ribbon是Neix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LoadBalancer（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。

官网地址：https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Gettting-started（ribbon已进入维护）

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 与 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是本地负载均衡，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。
    ​

集中式LB与进程内LB的区别？

  • 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),由该设施负责把消费方的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。

负载均衡及Rest调用

Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，它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

在这里插入图片描述
Ribbon在工作时分两步：

1、先选择Eureka Server，它优先选择在同一个区域内负载较少的server

2、再根据用户指定的策略（Ribbon提供了多种策略：比如轮询、随相和根据响应时间加权），再从server取到的服务注册列表中选择一个地址。

一句话：ribbon就是：负载均衡+RestTemplate调用

我们之前创建的eureka集群模式时已经使用了负载均衡，但是消费者服务pom文件中并没有引入关于Ribbon的依赖，why？

猜测spring-cloud-starter-netflix-eureka-client依赖中包含了ribbon依赖
查看消费者服务引入的依赖确实认证了这一点在这里插入图片描述
当然也可以选择自行在pom文件加入ribbon依赖

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

RestTemplate简单使用介绍

主要使用方法：getForObject()方法 / getForEntity()方法 / postForObject()方法 / postForEntity()方法

ForObject与ForEntity的区别：

  • ForObject：返回对象响应体中数据转化成的对象，基本上可以理解成json
  • ForEntity：返回对象是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
public static final String PAYMENT_URL = "http://cloud-provider-payment";

@Resource
private RestTemplate restTemplate;

@PostMapping("/consumer/payment/create")
public CommonResult<Payment> create(@RequestBody Payment payment) {
    return restTemplate.postForObject(
            PAYMENT_URL + "/payment/create",        //url地址
            payment,                                    //请求体对象
            CommonResult.class);                        //返回类型
}

@GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) {
    return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
}

@GetMapping("/consumer/payment/getEntity/{id}")
public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id) {
    ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
    return entity.getStatusCode().is2xxSuccessful() ? entity.getBody() : new CommonResult<>(444, "操作失败");
}

Ribbon核心组件IRule

根据特定算法从服务列表中选择一个要访问的服务

在这里插入图片描述

Ribbon自带的负载均衡规则：

  • com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule：轮询（默认使用）
  • com.netflix.loadbalancer.RandomRule：随机
  • com.netfIix.IoadbaIancer.RetryRuIe：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：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

负载均衡规则替换

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。
什么意思呢？
主启动类中@SpringBootApplication注解包含@ComponentScan注解，该注解会扫描主启动类所在包及其子包，所以应该避免放到此包及其子包下

在cloud-consumer-order80模块下

新建package：com.mzr.myrule及mySelfRule类

在这里插入图片描述

mySelfRule类

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

主启动类加注解@RibbonClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
//在启动微服务时就能够加载我们自定义Ribbon配置类，从而使配置类生效
//name = "cloud-provider-payment"代表当前80微服务是要访问CLOUD-PAYMENT-SERVICE微服务
//configuration= MySelfRule.class代表不使用默认轮询规则，改用自定义随机规则
@RibbonClient(name = "cloud-provider-payment",configuration= MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class, args);
    }
}

启动测试便可以发现server port是随机出现的

在这里插入图片描述

默认负载轮询算法原理及源码分析

原理

根据我们之前创建的eureka集群来解释：

rest接口第几次请求次数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标

RoundRobinRule源码分析

IRuel接口（顶层）

public interface IRule {
    Server choose(Object var1);

    void setLoadBalancer(ILoadBalancer var1);

    ILoadBalancer getLoadBalancer();
}

AbstractLoadBalancerRule抽象类实现了IRule接口

public abstract class AbstractLoadBalancerRule implements IRule, IClientConfigAware {
    private ILoadBalancer lb;

    public AbstractLoadBalancerRule() {
    }

    public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {
        this.lb = lb;
    }

    public ILoadBalancer getLoadBalancer() {
        return this.lb;
    }
}

RoundRobinRule类继承AbstractLoadBalancerRule抽象类

public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    private AtomicInteger nextServerCyclicCounter;
    private static final boolean AVAILABLE_ONLY_SERVERS = true;
    private static final boolean ALL_SERVERS = false;
    private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RoundRobinRule.class);

    public RoundRobinRule() {
    	//原子整数类，默认值为0
        this.nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0);
    }

    public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) {
        this();
        this.setLoadBalancer(lb);
    }

    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
    	//判断是否存在负载均衡
        if (lb == null) {
            log.warn("no load balancer");
            return null;
        } else {
            Server server = null;
            int count = 0;

            while(true) {
                if (server == null && count++ < 10) {
                	//获取健康状态的所有微服务
                    List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();
                    //获取集群微服务列表
                    List<Server> allServers = lb.getAllServers();
                    int upCount = reachableServers.size();
                    int serverCount = allServers.size();
                    //判断健康状态的微服务是否为零，如果为0返回null
                    if (upCount != 0 && serverCount != 0) {
                        int nextServerIndex = this.incrementAndGetModulo(serverCount);
                        //根据下标获取服务
                        server = (Server)allServers.get(nextServerIndex);
                        if (server == null) {
                            Thread.yield();
                        } else {
                        	//判断获得的服务是否正常,正常返回,否则返回null
                            if (server.isAlive() && server.isReadyToServe()) {
                                return server;
                            }

                            server = null;
                        }
                        continue;
                    }

                    log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb);
                    return null;
                }

                if (count >= 10) {
                    log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: " + lb);
                }

                return server;
            }
        }
    }

    private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
        int current;
        int next;
        do {
        	//获取初始值0
            current = this.nextServerCyclicCounter.get();
            //取余
            next = (current + 1) % modulo;
        } while(!this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next));
		//this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next)：使用csa+自旋锁得到下标值
        return next;
    }

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

    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
    }
}

手写轮询算法

相关知识：JUC+自旋锁

服务提供者8001、8002controller层添加

 @GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB()
    {
        return serverPort;
    }

ApplicationContextBean去掉注解@LoadBalanced

LoadBalancer接口

public interface LoadBalancer {
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

LoadBalancer接口实现类

@Component
public class MyLB implements LoadBalancer {

    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndInteger() {
        int current;
        int next;
        do {
            current = atomicInteger.get();
            next = current == Integer.MAX_VALUE ? 0 : current + 1;
        } while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current, next));
        System.out.println("************next:" + next);
        return next;
    }

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

controller层

@RestController
@Slf4j
public class OrderController {

    public static final String PAYMENT_URL = "http://cloud-provider-payment";

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @Resource
    private LoadBalancer loadBalancer;

    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @PostMapping("/consumer/payment/create")
    public CommonResult<Payment> create(@RequestBody Payment payment) {
        return restTemplate.postForObject(
                PAYMENT_URL + "/payment/create",        //url地址
                payment,                                    //请求体对象
                CommonResult.class);                        //返回类型
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id) {
        return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/getEntity/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id) {
        ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
        return entity.getStatusCode().is2xxSuccessful() ? entity.getBody() : new CommonResult<>(444, "操作失败");
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/lb")
    public String getPaymentLB() {
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("cloud-provider-payment");
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
        if (instances == null || instances.size() <= 0) {
            return null;
        }
        URI uri = serviceInstance.getUri();
        return restTemplate.getForObject(uri + "/payment/lb", String.class);
    }
}

测试

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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