SpringCloud系列之客户端负载均衡Netflix Ribbon

JAVA烂猪皮

共 10194字,需浏览 21分钟

 ·

2020-12-10 02:44

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1. 什么是负载均衡?

负载均衡是一种基础的网络服务,它的核心原理是按照指定的负载均衡算法,将请求分配到后端服务集群上,从而为系统提供并行处理和高可用的能力。提到负载均衡,你可能想到nginx。对于负载均衡,一般分为服务端负载均衡和客户端负载均衡

  • 服务端负载均衡:在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载,有硬件的负载均衡器,比如 F5,也有软件,比如 Nginx。

  • 客户端负载均衡:所谓客户端负载均衡,就是客户端根据自己的请求情况做负载,本文介绍的Netflix Ribbon就是客户端负载均衡的组件

2. 什么是Netflix Ribbon?

在上一章的学习中,我们知道了微服务的基本概念,知道怎么基于Ribbon+restTemplate的方式实现服务调用,接着上篇博客,我们再比较详细学习客户端负载均衡Netflix Ribbon,学习本博客之前请先学习上篇博客,然后再学习本篇博客

Ribbon 是由 Netflix 发布的负载均衡器,它有助于控制 HTTP 和 TCP 的客户端的行为。Ribbon 属于客户端负载均衡。

3. Netflix Ribbon实验环境准备

环境准备:

  • JDK 1.8

  • SpringBoot2.2.3

  • SpringCloud(Hoxton.SR6)

  • Maven 3.2+

  • 开发工具

    • IntelliJ IDEA

    • smartGit

创建一个SpringBoot Initialize项目,详情可以参考我之前博客:SpringBoot系列之快速创建项目教程

可以引入Eureka Discovery Client,也可以单独添加Ribbon

Spring Cloud Hoxton.SR6版本不需要引入spring-cloud-starter-netflix-ribbon,已经默认集成

也可以单独添加Ribbon依赖:

本博客的是基于spring-cloud-starter-netflix-eureka-client进行试验,试验前要运行eureka服务端,eureka服务提供者,代码请参考上一章博客

补充:IDEA中多实例运行方法

step1:如图,不要加上勾选

step2:指定不同的server端口和实例id,如图:

启动成功后,是可以看到多个实例的

4. Netflix Ribbon API使用

使用LoadBalancerClient

 @Autowired
LoadBalancerClient loadBalancerClient;

@Test
void contextLoads() {
ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("EUREKA-SERVICE-PROVIDER");
URI uri = URI.create(String.format("http://%s:%s", serviceInstance.getHost() , serviceInstance.getPort()));
System.out.println(uri.toString());
}

构建BaseLoadBalancer实例例子:

 @Test
void testLoadBalancer(){
// 服务列表
List serverList = Arrays.asList(new Server("localhost", 8083), new Server("localhost", 8084));
// 构建负载实例
BaseLoadBalancer loadBalancer = LoadBalancerBuilder.newBuilder().buildFixedServerListLoadBalancer(serverList);
loadBalancer.setRule(new RandomRule());
for (int i = 0; i < 5; i++) {
String result = LoadBalancerCommand.builder().withLoadBalancer(loadBalancer).build()
.submit(new ServerOperation() {
public Observable call(Server server) {
try {
String address = "http://" + server.getHost() + ":" + server.getPort()+"/EUREKA-SERVICE-PROVIDER/api/users/mojombo";
System.out.println("调用地址:" + address);
return Observable.just("");
} catch (Exception e) {
return Observable.error(e);
}
}
}).toBlocking().first();
System.out.println("result:" + result);
}
}

5. 负载均衡@LoadBalanced

Ribbon负载均衡实现,RestTemplate 要加上@LoadBalanced

package com.example.springcloud.ribbon.configuration;

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;

/**
*

* RestConfiguration
*

*
*

* @author mazq
* 修改记录
* 修改后版本: 修改人:修改日期: 2020/07/31 09:43 修改内容:
*

*/

@Configuration
public class RestConfiguration {
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}

yaml配置:

server:
port: 8082
spring:
application:
name: eureka-service-consumer
eureka:
client:
service-url:
defaultZone: http://localhost:8761/eureka/
fetch-registry: true
register-with-eureka: false
healthcheck:
enabled: false
instance:
status-page-url-path: http://localhost:8761/actuator/info
health-check-url-path: http://localhost:8761/actuator//health
prefer-ip-address: true
instance-id: eureka-service-consumer8082


关键点,使用SpringCloud的@LoadBalanced,才能调http://EUREKA-SERVICE-PROVIDER/api/users/? 接口的数据,浏览器是不能直接调的


import com.example.springcloud.ribbon.bean.User;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import java.net.URI;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RestController
@Slf4j
public class SpringcloudRibbonApplication {


@Autowired
RestTemplate restTemplate;

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

@GetMapping("/findUser/{username}")
public User index(@PathVariable("username")String username){
return restTemplate.getForObject("http://EUREKA-SERVICE-PROVIDER/api/users/"+username,User.class);
}

}

6. 定制Netflix Ribbon client

具体怎么定制?可以参考官网,@RibbonClient指定定制的配置类既可

package com.example.springcloud.ribbon.configuration;

import com.example.springcloud.ribbon.component.MyRule;
import com.netflix.loadbalancer.IPing;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.PingUrl;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.ZonePreferenceServerListFilter;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
*

* Ribbon Clients configuration
*

*
*

* @author mazq
* 修改记录
* 修改后版本: 修改人:修改日期: 2020/07/29 14:22 修改内容:
*

*/

//@Configuration(proxyBeanMethods = false)
//@IgnoreComponentScan
public class RibbonClientConfiguration {

// @Autowired
// IClientConfig config;

@Bean
public IRule roundRobinRule() {
return new MyRule();
}

@Bean
public ZonePreferenceServerListFilter serverListFilter() {
ZonePreferenceServerListFilter filter = new ZonePreferenceServerListFilter();
filter.setZone("myTestZone");
return filter;
}

@Bean
public IPing ribbonPing() {
return new PingUrl();
}

}

在Application类加上@RibbonClient,name是为服务名称,跟bootstrap.yml配置的一样既可

@RibbonClient(name = "eureka-service-provider",configuration = RibbonClientConfiguration.class)

特别注意:官网这里特意提醒,这里的意思是说@RibbonClient指定的配置类必须加@Configuration(不过在Hoxton.SR6版本经过我的验证,其实是可以不加的,加了反而可能报错),@ComponentScan扫描要排除自定义的配置类,否则,它由所有@RibbonClients共享。如果你使用@ComponentScan(或@SpringBootApplication)

其实就是想让我们排除这个配置的全局扫描,所以我们可以进行编码,写个注解类@IgnoreComponentScan,作用于类,指定@Target(ElementType.TYPE)

package com.example.springcloud.ribbon.configuration;

import java.lang.annotation.*;

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface IgnoreComponentScan {

}

加上自定义的注解类

任何在Application加上代码,避免全局扫描:

@ComponentScan(excludeFilters={@ComponentScan.Filter(type= FilterType.ANNOTATION,value= IgnoreComponentScan.class)})

7. Netflix Ribbon常用组件

ps:介绍Netflix Ribbon的负载策略之前,先介绍Netflix Ribbon常用组件及其作用:

组件作用
ILoadBalancer定义一系列的操作接口,比如选择服务实例。
IRule负载算法策略,内置算法策略来为服务实例的选择提供服务。
ServerList负责服务实例信息的获取(可以获取配置文件中的,也可以从注册中心获取。)
ServerListFilter过滤掉某些不想要的服务实例信息。
ServerListUpdater更新本地缓存的服务实例信息。
IPing对已有的服务实例进行可用性检查,保证选择的服务都是可用的。

8. 定制Netflix Ribbon策略

因为服务提供者是多实例的,所以再写个接口测试,调用了哪个实例,来看看Netflix Ribbon的负载策略

@Autowired
LoadBalancerClient loadBalancerClient;

@GetMapping(value = {"/test"})
public String test(){
ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("EUREKA-SERVICE-PROVIDER");
URI uri = URI.create(String.format("http://%s:%s", serviceInstance.getHost() , serviceInstance.getPort()));
System.out.println(uri.toString());
return uri.toString();
}

部署成功,多次调用,可以看到每次调用的服务实例都不一样?其实Netflix Ribbon默认是按照轮询的方式调用的

要定制Netflix Ribbon的负载均衡策略,需要实现AbstractLoadBalancerRule抽象类,下面给出类图:

Netflix Ribbon内置了如下的负载均衡策略,引用https://juejin.im/post/6854573215587500045的归纳:

ok,接着我们可以在配置类,修改规则

@Bean
public IRule roundRobinRule() {
return new BestAvailableRule();
}

测试,基本都是调8083这个实例,因为这个实例性能比较好

显然,也可以自己写个策略类,代码参考com.netflix.loadbalancer.RandomRule,网上也有很多例子,思路是修改RandomRule原来的策略,之前随机调服务实例一次,现在改成每调5次后,再调其它的服务实例

package com.example.springcloud.ribbon.component;

import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;


public class MyRule extends AbstractLoadBalancerRule
{
// 总共被调用的次数,目前要求每台被调用5次
private int total = 0;
// 当前提供服务的机器号
private int index = 0;

public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key)
{
if (lb == null) {
return null;
}
Server server = null;

while (server == null) {
if (Thread.interrupted()) {
return null;
}
// 获取可用的服务列表
List upList = lb.getReachableServers();
// 获取所有服务列表
List allList = lb.getAllServers();

int serverCount = allList.size();
if (serverCount == 0) {
// 没有获取到服务
return null;
}

//int index = chooseRandomInt(serverCount);
//server = upList.get(index);
if(total < 5)
{
server = upList.get(index);
total++;
}else {
total = 0;
index++;
if(index >= upList.size())
{
index = 0;
}
}

if (server == null) {
// 释放线程
Thread.yield();
continue;
}

if (server.isAlive()) {
return (server);
}

server = null;
Thread.yield();
}

return server;
}

protected int chooseRandomInt(int serverCount) {
return ThreadLocalRandom.current().nextInt(serverCount);
}

@Override
public Server choose(Object key) {
return choose(getLoadBalancer(), key);
}

@Override
public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
}
}

修改IRule ,返回MyRule

 @Bean
public IRule roundRobinRule() {
return new MyRule();
}




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作者:smileNicky

出处:https://www.cnblogs.com/mzq123/p/13411111.html

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