一、Ribbon是什么？

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的—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。

Ribbon架构

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。

现在Ribbon进入了维护模式，后期可能会被Loadbalancer替代。

二、Ribbon能做什么？

Ribbon是用于负载均衡，那什么是负载均衡？
负载均衡(Load Balance)又称LB，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。

负载均衡(LB)又分为集中式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，属于在本地负载均衡。

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服务端负载均衡的区别
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。

Ribbon可以做到负载均衡+RestTemplate调用。

三、Ribbon核心组件IRule

基于负载均衡策略进行服务调用, 所有策略都会实现IRule接口。
IRule:根据特定算法从服务列表中选取一个要访问的服务

负载均衡策略如下：
默认策略是轮询。
RoundRobinRule：轮询策略。
RandomRule：随机策略。从所有可用的provider(提供者)中选择一个。
RetryRule：重试策略。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
WeightedResponseTimeRule：权重响应时间策略。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：最可用策略。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选择并发量最小的provider(提供者),即连接的消费者数量最少的provider 。
AvailabilityFilteringRule： 可用过滤算法。该算法规则是:过滤掉处于熔断状态的provider与已经超过连接极限的provider,对剩余provider采用轮询策略。
ZoneAvoidanceRule：zone回避策略。根据provider所在zone及provider的可用性，对provider进行选择。

四、Ribbon负载均衡算法原理

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，每次服务重启动后rest接口计数从1开始。

//获取CLOUD-PAYMENT-SERVICE服务下的所有机器数。
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…

4.2自己写轮询负载均衡

先有两个访问提供者提供服务

1.编写controller一个返回端口的方法

2.两个PaymentController提供返回端口方法，方法都一样，只是端口不一样。

@RestController
@RequestMapping("payment")
public class PaymentController {
    /**
     * 端口号
     */
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @GetMapping("lb")
    public String getPaymentLB() {
        return serverPort;
    }
}

在消费者编写测试类
1.先建一个包，包下建一个实现类和接口。

2.MyLoadBalancer内容

/**
 * @description 创建自己的负载均衡接口
 */
public interface MyLoadBalancer {
    /**
     * 收集服务器总共有多少台能够提供服务的机器，并放到list里面
     * @param serviceInstances
     * @return ServiceInstance
     */
    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

3.MyLB内容

/**
 * @description 自定义的负载均衡实现
 */
@Component
public class MyLB implements MyLoadBalancer {
    // 原子类
    private final AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    /**
     * @description 判断时第几次访问
     */
    public final int getAndIncrement() {
        int current;
        String a = "current";
        int next = 0;
        do {
            current = atomicInteger.get();
            // 防止越界
            next = current >= Integer.MAX_VALUE ? 0 : current + 1;
        } while (!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。
     * @param serviceInstances
     * @return ServiceInstance
     */
    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();

        return serviceInstances.get(index);
    }
}

4.RestTemplate类
Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，RestTemplate提供了多种便捷访问远程服务的方法(httpClient相同)

/**
 * Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，RestTemplate提供了多种便捷访问远程服务的方法(httpClient相同)
 */
@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
    // 当前文件就是spring的配置文件
    @Bean
//    @LoadBalanced //让这个RestTemplate在请求时拥有客户端负载均衡的能力
    public RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

5.编写测试类

@RestController
@RequestMapping("consumer")
public class OrderController {
	@Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    // 注入自定义的负载均衡规则
    @Resource
    private MyLoadBalancer myLoadBalancer;

    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;
	/**
     * @description 测试自定义的负载均衡规则
     */
    @GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB() {
        //获取服务下的机器数
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");

        if (instances == null || instances.isEmpty()) {
            return null;
        }

        // 调用自定义的负载均衡策略
        ServiceInstance serviceInstance = myLoadBalancer.instances(instances);
        URI uri = serviceInstance.getUri();
        //注意，加了@LoadBalanced注解后不能使用192.168.25.1，而是使用服务名称CLOUD-PAYMENT-SERVICE，如果要使用将ApplicationContextConfig中的@LoadBalanced注释
        return restTemplate.getForObject(uri + "/payment/lb", String.class);
    }
}

6.启动访问http://localhost/consumer/payment/lb，反复刷新出现补贴端口及成功。

五、Ribbon使用

下面例子是基于集群环境使用。

注意：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。
1、新建一个包com.atguigu.myrule，在新建一个MySelfRule类

2、编写MySelfRule规则类

/**
 * @description 该类是ribbon的自定义策略
 */
@Configuration
public class MySelfRule {
    @Bean
    public IRule myRule() {
        // 此处将ribbon默认使用的轮询策略改为随机策略
        return new RandomRule();
    }
}

3.在主启动类添加@RibbonClient注解

@SpringBootApplication
@EnableDiscoveryClient
// 启动该服务时去加载自定义的ribbon配置 name属性服务名称
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE", configuration = MySelfRule.class) 
public class ConsumerOrder80Application {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerOrder80Application.class, args);
    }
}