微服务4.1 基于 Ribbon 负载均衡详解
前言
参考资料:
《Spring Microservices in Action》
《Spring Cloud Alibaba 微服务原理与实战》
《B站 尚硅谷 SpringCloud 结构开发教程 周阳》
Spring Cloud Ribbon 是根据 Netflix Ribbon 完成的一套客户端负载均衡的工具;供给客户端的软件负载均衡算法和服务调用;
1. Ribbon 基础常识
1.1 Ribbon 是什么
- Spring Cloud Ribbon 是根据 Netflix Ribbon 完成的一套客户端负载均衡的工具;供给客户端的软件负载均衡算法和服务调用;
- Ribbon 客户端组件供给一系列完善的装备项如衔接超时,重试等。简略的说,就是在装备文件中列出 Load Balancer(简称LB)后面一切的机器,Ribbon 会主动根据某种规则(如简略轮询,随机衔接等)去衔接这些机器;
- 能够很容易运用Ribbon完成自界说的负载均衡算法;
1.2 与 Ribbon 交互的三种等级层次
- Spring DiscoveryClient:供给了对 Ribbon 和 Ribbon 中缓存的注册服务的最低层次拜访;
- 启用了 RestTemplate 的 Spring DiscoveryClient;
- Netflix Feign 客户端;
1.3 Ribbon在作业时分成两步
- 第一步先挑选 EurekaServer,它优先挑选在同一个区域内负载较少的 server;
第二步再根据用户指定的战略,在从 server 取到的服务注册列表中挑选一个地址;
1.4 服务的供给者与顾客
- 供给者:服务供给者将自己注册进注册中心,让顾客发现;在本例中有多个供给者给顾客供给服务;
- 顾客:顾客运用服务发现,找到供给者并调用供给者服务;在本例中只要一个顾客在多个供给者中选出一个为自己服务;
1.5 Ribbon 中心组件 IRule
- 根据特定算法中从服务列表中选取一个要拜访的服务;
- 界说了负载均衡的方式;
-
有以下几种负载均衡的完成方式:
- RoundRobinRule:轮询;
- RandomRule:随机;
- RetryRule:先依照 RoundRobinRule 的战略获取服务,假如获取服务失利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挑选权重越大,越容易被挑选;
- BestAvailableRule:会先过滤掉由于多次拜访毛病而处于断路器跳闸状态的服务,然后挑选一个并发量最小的服务;
- AvailabilityFilteringRule:先过滤掉毛病实例,再挑选并发较小的实例;
- ZoneAvoidanceRule:默许规则,复合判别 server 所在区域的性能和 server 的可用性挑选服务器;
2. 服务顾客获取供给者的三个层次示例
2.1 引进 pom.xml 依靠
<dependency> <groupId>org.springframework.cloudgroupId> <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbonartifactId> dependency>
- 假如运用 Eureka 作为注册中心,则不必引进该依靠,因为 Eureka 的依靠里包含 ribbon 相关依靠 jar 包;
2.2 运用 Spring DiscoveryClient 查找服务实例
2.2.1 在主程序类上增加注解
- @EnableDiscoveryClient:表明能够被注册中心发现。是 Sring Cloud 的触发器,其作用是使应用程序能够运用 DiscoveryClient 和 Ribbon 库;
2.2.2 运用 DiscoveryClient 查找信息
在服务顾客的 client 包下;
@Component public class ProviderDiscoveryClient { //主动注入 DiscoveryClient 类,该类用于与 Ribbon 交互 @Autowired private DiscoveryClient discoveryClient; public Provide getProvide(String providerId) {
RestTemplate restTemplate = new RestTemplate(); //获取服务供给者的一切实例列表,ServiceInstance 用于保存关于服务的特定实例(包含主机名、端口荷 URL) Listinstances = discoveryClient.getInstances("provider-instance-name"); if (instances.size()==0) return null; //检索要调用的服务端点 String serviceUri = String.format("%s/providers/%s",instances.get(0).getUri().toString(), providerId); //运用标准的 Spring REST 模板类去调用服务 ResponseEntity< provider > restExchange =
restTemplate.exchange(
serviceUri,
HttpMethod.GET, null, Provider.class, providerId); return restExchange.getBody();
}
}
-
这种方法存在以下问题:
- 没有利用 Ribbon 的客户端负载均衡,调用哪个服务实例需要开发人员界说;
- 开发人员有必要构建一个用来调用服务的 URL;
- 实例化 ResTemplate 类,不符合 Spring IoC 标准;
- 结合本篇《5. 本地负载均衡器的完成(顾客)》即可用到客户端负载均衡,即:开发人员界说了本地负载均衡器来完成了负载均衡;
2.3 运用带有 Ribbon 功用的 Spring RestTemplate 调用服务
2.3.1 在主程序类上增加注解
@SpringBootApplication //只需要这个注解即可 public class Application { @LoadBalanced //告诉 Spring Cloud 创建一个支撑 Ribbon 的 RestTemplate @Bean public RestTemplate getRestTemplate(){ return new RestTemplate();
} public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(Application.class, args);
}
}
- Spring Cloud 前期版本中,RestTemplate 类默许主动支撑 Ribbon;
- 自从 Spring Cloud 发布 Angel 版本后,Spring Cloud 中的 RestTemplate 不再支撑 Ribbon;
- 因而,后续版本有必要运用 @LoadBalanced 注解显式标示,才能将 Ribbon 和 RestTemplate 一同运用;
- *RestTemplate 不一定放在主程序类里;也能够在 config 包下新建一个 ApplicationContextConfig 装备类,将 RestTemplate 放在该类里:
@Configuration public class ApplicationContextConfig{ @Bean @LoadBalanced public RestTemplate getRestTemplate(){ return new RestTemplate();
}
}
2.3.2 运用 Ribbon 的 RestTemplate 来调用服务
在服务顾客的 client 包下;
@Component public class ProviderRestTemplateClient { //主动注入即可,不必实例化 @Autowired RestTemplate restTemplate; public Provider getProvider(String providerId){
ResponseEntityrestExchange =
restTemplate.exchange( //运用 Eureka 服务 ID 来构建目标 URL "http://provider-instance-name/providers/{providerId}",
HttpMethod.GET, null, Provider.class, providerId); return restExchange.getBody();
}
}
- 通过运用 RestTemplate 类,Ribbon 将在一切服务实例之间轮询负载均衡一切恳求;
2.4 运用 Netflix Feign 客户端调用服务
Feign 相关常识将在下篇《4.2 根据 Feign 与 OpenFeign 的服务接口调用》中说明,这儿仅把要点放在与上述两种调用供给者服务的区别与比照;
2.4.1 在主程序类上增加注解
@EnableFeignClients:表明启用 Feign 客户端;
2.4.2 界说用于调用服务供给者的 Feign 接口
@FeignClient("provider-instance-name") //标识服务为 feign 的客户端 public interface ProviderFeignClient { //界说端点的路径和动作 @RequestMapping(
method= RequestMethod.GET,
value="/providers/{providerId}",
consumes="application/json") //界说传入端点的参数,该方法能够由客户端调用以触发组织服务 Provider getProvider(@PathVariable("providerId") String providerId);
}
- 要是用 ProviderFeignClient 类,开发人员只需要主动装配并运用它即可;
3. 通过 java 装备类自界说负载均衡算法示例(顾客服务)
指切换默许的负载均衡算法,切换后的仍为现成的(与本地负载均衡器有所区别,本地负载均衡器要自己完成);
3.1 编写装备类
- 留意:自界说装备类不能放在 @ComponentScan 所扫描的当时包下以及子包下,否则自界说的装备类会被一切的Ribbon客户端所共享,达不到自界说的意图;
- @ComponentScan 注解被封装到主发动类上的 @SpringBootApplication 注解。其默许扫描主发动类所在包及其子包,因而咱们要回来上一级目录新建一个 myRule 目录寄存咱们自界说的负载均衡装备类;
@Configuration public class MySelfRule { @Bean public IRule myRule(){ return new RandomRule();//界说为随机 }
}
3.2 主发动类上增加注解
-
@RibbonClient(name = "provider-instance-name" ,configuration=MySelfRule.class):表明运用自界说负载均衡算法;
- name:指定服务供给者的实例名称;
- configuration:指定需要运用哪个装备类的负载均衡;
- 表明 provider 服务运用 MySelfRule 对应的 Ribbon 装备;
- 相同,需要对 RestTemplate 类用 @LoadBalanced 注解显现声明;
4. 通过装备自界说负载均衡算法示例(顾客服务)
指切换默许的负载均衡算法,切换后的仍为现成的(与本地负载均衡器有所区别,本地负载均衡器要自己完成);
4.1 修正 bootstrap.yml 装备文件
- 上述 java 装备类的效果等价于下面这样的装备文件:
#服务供给者的实例名称 provider-instance-name: ribbon: #代表 Ribbon 运用的负载均衡战略,属性的值为:IRule 的完成类 NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #其他可用的装备属性 # NFLoadBalancerClassName : 装备 ILoadBalancer 的完成类 # NFLoadBalancerPingClassName : 装备 IPing 的完成类 # NIWSServerListClassName: 装备 ServerList 的完成类 # NIWSServerListFilterClassName: 装备 ServerListtFilter 的完成类
4.2 主程序类
- 不需要 @RibbonClient 注解;
- 相同,需要对 RestTemplate 类用 @LoadBalanced 注解显现声明;
5. 本地负载均衡器的完成(顾客)
本地负载均衡器不同于自界说负载均衡算法;前者的负载均衡算法需要自己手动完成,后者仅仅切换成另一种现成的负载均衡算法;
5.1 不运用 RestTemplate
- 即主程序类不需要对 RestTemplate 类用 @LoadBalanced 注解显现声明;
- 能够删去也能够注释 @LoadBalanced 注解;
5.2 界说负载均衡接口
能够新建一个包,专门寄存咱们自己写的负载均衡算法;
public interface LoadBalancer{ ServiceInstance instances(ListserviceInstances);
}
5.3 完成负载均衡接口
- 能够根据事务要求写不同的负载均衡算法,这儿仅供给一种示例;
- 该示例完成了一种较为简略的原子性的负载均衡算法;
@Component public class MyLB implements LoadBalancer{ private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0); public final int getAndIncrement(){ int current; int next; do {
current = this.atomicInteger.get();
next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
}while(!this.atomicInteger.compareAndSet(current,next));
System.out.println("*****第几次拜访,次数next: "+next); return next;
} //负载均衡算法:rest接口第几次恳求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器方位下标 ,每次服务重发动后rest接口计数从1开始。 @Override public ServiceInstance instances(ListserviceInstances){ int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size(); return serviceInstances.get(index);
}
}
5.4 在 controller 接口中运用本地负载均衡器
- 类似于本篇《2.2 运用 Spring DiscoveryClient 查找服务实例》;
- 不同之处在于 2.2 没有负载均衡功用,这儿在 2.2 的基础上,开发人员自己界说了本地负载均衡器,不运用 Ribbon 供给的负载均衡,故《5.1 不运用 RestTemplate》中说到的不必对 RestTemplate 类运用 @LoadBalanced 注解显现声明;
@RestController public class OrderController{ //服务供给者示例的名字 public static final String PAYMENT_URL = "http://provider-instance-name"; @Resource private RestTemplate restTemplate; @Resource private LoadBalancer loadBalancer; @Resource private DiscoveryClient discoveryClient; @GetMapping(value = "/provider/mylb") public String getProviderLB(){ //获取服务供给者的一切实例列表 Listinstances = discoveryClient.getInstances("provider-instance-name"); if(instances == null || instances.size() <= 0){ return null;
} //运用本地负载均衡器选出供给者服务 ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
URI uri = serviceInstance.getUri(); return restTemplate.getForObject(uri+"/provider/mylb",String.class);
}
}