目录
1.什么是Ribbon
1.1 客户端的负载均衡
1.2 服务端的负载均衡
1.3 常见负载均衡算法
2. Nacos使用Ribbon
3. Ribbon负载均衡策略
4.修改默认负载均衡策略
方式1:通过自定义配置类来实现
方式2:通过修改配置文件实现(推荐)
5.自定义负载均衡策略
6. 饥饿加载
1.什么是Ribbon
目前主流的负载方案分为以下两种:
集中式负载均衡,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(比如 F5),也有软件的(比如
Nginx)。
客户端根据自己的请求情况做负载均衡,Ribbon 就属于客户端自己做负载均衡。
Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon 实现的一套
客户端的负载均衡工具,
Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置,如超
时,重试等。通过
Load Balancer
获取到服务提供的所有机器实例,Ribbon会自动基于某种规则(轮询,随机)去调用这些服务。Ribbon也
可以实现我们自己的负载均衡算法。
1.1 客户端的负载均衡
例如spring cloud中的ribbon,客户端会有一个服务器地址列表,在发送请求前通过负载均衡算法选择一个服务器,然后进行访问,这是 客户端负载均衡;即在客户端就进行负载均衡算法分配。
1.2 服务端的负载均衡
例如Nginx,通过Nginx进行负载均衡,先发送请求,然后通过负载均衡算法,在多个服务器之间选择一个进行访问;即在服务器端再进 行负载均衡算法分配。
1.3 常见负载均衡算法
- 随机,通过随机选择服务进行执行,一般这种方式使用较少;
- 轮训,负载均衡默认实现方式,请求来之后排队处理;
- 加权轮训,通过对服务器性能的分型,给高配置,低负载的服务器分配更高的权重,均衡各个服务器的压力;
- 地址Hash,通过客户端请求的地址的HASH值取模映射进行服务器调度。 ip --->hash
- 最小链接数,即使请求均衡了,压力不一定会均衡,最小连接数法就是根据服务器的情况,比如请求积压数等参数,将请求分 配到当前压力最小的服务器上。 最小活跃数
2. Nacos使用Ribbon
nacos-discovery依赖了ribbon,可以不用再引入ribbon依赖
添加
@LoadBalanced
注解
修改controller
@Autowired
RestTemplate restTemplate;
@GetMapping("/pay")
public String pay(){
String msg = restTemplate.getForObject("http://stock-nacos/stock/reduct", String.class);
return "success" + " " + msg;
}
3. Ribbon负载均衡策略
IRule
这是所有负载均衡策略的父接口,
里边的核心方法就是
choose
方法,用来选择一个服务实例
。
AbstractLoadBalancerRule
AbstractLoadBalancerRule
是一个抽象类,里边主要定义了一个
ILoadBalancer
,这里定义它的目的主要是
辅助负责均衡策略选取合适的服务端实 例。
- RandomRule
看名字就知道,这种负载均衡策略就是
随机选择一个服务实例
,看源码我们知道,在
RandomRule
的无参构造方法中初始化了一个
Random
对象,
然后在它重写的
choose
方法又调用了
choose(ILoadBalancer lb, Object key)
这个重载的
choose
方法,在这个重载的
choose
方法中,每次利用
random
对象生成一个不大于服务实例总数的随机数,并将该数作为下标所以获取一个服务实例。
- RoundRobinRule
RoundRobinRule
这种负载均衡策略叫做线性
轮询负载均衡策略
。这个类的
choose(ILoadBalancer lb, Object key)
函数整体逻辑是这样的:开启 一个计数器count
,在
while
循环中遍历服务清单,获取清单之前先通过
incrementAndGetModulo
方法获取一个下标,这个下标是一个不断自增长 的数先加1
然后和服务清单总数取模之后获取到的(所以这个下标从来不会越界),拿着下标再去服务清单列表中取服务,每次循环计数器都会加 1,如果连续
10
次都没有取到服务,则会报一个警告
No available alive servers after 10 tries from load balancer: XXXX
。
- RetryRule(在轮询的基础上进行重试)
看名字就知道这种负载均衡策略带有
重试
功能。首先
RetryRule
中又定义了一个
subRule
,它的实现类是
RoundRobinRule
,然后在
RetryRule
的 choose(ILoadBalancer lb, Object key)方法中,每次还是采用
RoundRobinRule
中的
choose
规则来选择一个服务实例,如果选到的实例正常就返
回,如果选择的服务实例为
null
或者已经失效,则在失效时间
deadline
之前不断的进行重试(重试时获取服务的策略还是
RoundRobinRule
中定义的 策略),如果超过了deadline
还是没取到则会返回一个
null
。
- WeightedResponseTimeRule(权重 —nacos的NacosRule ,Nacos还扩展了一个自己的基于配置的权重扩展)
WeightedResponseTimeRule
是
RoundRobinRule
的一个子类,在
WeightedResponseTimeRule
中对
RoundRobinRule
的功能进行了扩展, WeightedResponseTimeRule中会根据每一个实例的运行情况来给计算出该实例的一个
权重
,然后在挑选实例的时候则根据权重进行挑选,这样能
够实现更优的实例调用。
WeightedResponseTimeRule
中有一个名叫
DynamicServerWeightTask
的定时任务,默认情况下每隔
30
秒会计算一次各个服务实例的权重,权重的计算规则也很简单,
如果一个服务的平均响应时间越短则权重越大,那么该服务实例被选中执行任务的概率也就越大
。
- ClientConfigEnabledRoundRobinRule
ClientConfigEnabledRoundRobinRule
选择策略的实现很简单,内部定义了
RoundRobinRule
,
choose
方法还是采用了
RoundRobinRule
的 choose方法,所以它的选择策略
和
RoundRobinRule
的选择策略一致
,不赘述。
- BestAvailableRule
BestAvailableRule
继承自
ClientConfigEnabledRoundRobinRule
,它在
ClientConfigEnabledRoundRobinRule
的基础上主要增加了根据 loadBalancerStats中保存的服务实例的状态信息来
过滤掉失效的服务实例的功能,然后顺便找出并发请求最小的服务实例来使用。
然而 loadBalancerStats有可能为
null
,如果
loadBalancerStats
为
null
,则
BestAvailableRule
将采用它的父类即 ClientConfigEnabledRoundRobinRule的服务选取策略(线性轮询)。
- 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。) ZoneAvoidanceRule是PredicateBasedRule的一个实现类,只不过这里多一个过滤条件,ZoneAvoidanceRule中的过滤条件是以 ZoneAvoidancePredicate为主过滤条件和以 AvailabilityPredicate为次过滤条件组成的一个叫做CompositePredicate的组合过滤条件,过滤成功之后,继续采用线性轮询 (RoundRobinRule)的方式从过滤结果中选择一个出来。
- AvailabilityFilteringRule(先过滤掉故障实例,再选择并发较小的实例) 过滤掉一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端Server,并过滤掉那些高并发的后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来 包含过滤server的逻辑,其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。
4.修改默认负载均衡策略
方式1:通过自定义配置类来实现
1)新建配置类:
package com.ribbon;
import com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
/**
* @BelongsProject: SpringCloudAlibabaLearn
* @BelongsPackage: com.ribbon
* @Author: wang fei
* @CreateTime: 2023-01-19 16:41
* @Description: TODO
* @Version: 1.0
*/
@Configuration
public class RibbonConfig {
/**
* @description: 全局配置 指定负载均衡策略
* 注意:此处有坑。不能写在@SpringbootApplication注解的@CompentScan扫描得到的地方,否则自定义的配置类就会被所有的RibbonClients共享。不建议这么使用,推荐yml方式
* 方法名一定和IRule接口中关于负载均衡策略的名称一致
* @method: iRule
* @author: wang fei
* @date: 2023/1/19 16:43:00
* @param: []
* @return: com.netflix.loadbalancer.IRule
**/
@Bean
public IRule iRule(){
//指定使用Nacos提供的负载均衡策略(优先调用同一集群的实例,基于随机权重)
return new NacosRule();
}
}
注意:此处有坑。
不能写在@SpringbootApplication注解的@CompentScan扫描得到的地方,否则自定义的配置类就会被所有的
RibbonClients共享。 不建议这么使用,推荐yml方式
2)在启动类上利用@RibbonClient指定微服务及其负载均衡策略。
package com.wang;
import com.ribbon.RibbonConfig;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.web.client.RestTemplateBuilder;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClients;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
/**
* @BelongsProject: SpringCloudAlibabaLearn @RibbonClient指定微服务及其负载均衡策略。
* @BelongsPackage: com.wang.controller
* @Author: wang fei
* @CreateTime: 2023-01-16 16:54
* @Description: TODO
* @Version: 1.0
*/
@SpringBootApplication
@RibbonClients(value = {
//在SpringBoot主程序扫描的包外定义配置类
@RibbonClient(name="order-nacos",configuration = RibbonConfig.class)
})
public class OrderApplication {
public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(OrderApplication.class, args);
}
@Bean
@LoadBalanced //负载均衡
public RestTemplate restTemplate(RestTemplateBuilder builder){
RestTemplate restTemplate = builder.build();
return restTemplate;
}
}
方式2:通过修改配置文件实现(推荐)
修改application.yml
#被调用的微服务名,指定使用Nacos提供的负载均衡策略(优先调用同一集群的实例,基于随机&权重)
stock-nacos:
ribbon:
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon
5.自定义负载均衡策略
通过实现
IRule
接口可以自定义负载策略,主要的选择服务逻辑在 choose 方法中。
1)这里简单实现一个
随机负载均衡策略
package com.ribbon.rule;
import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
/**
* @BelongsProject: SpringCloudAlibabaLearn
* @BelongsPackage: com.ribbon.rule
* @Author: wang fei
* @CreateTime: 2023-01-19 17:26
* @Description: TODO 自定义规则,设置限流规则,自定义负载均衡策略
* @Version: 1.0
*/
public class CustomRule extends AbstractLoadBalancerRule {
@Override
public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {
}
@Override
public Server choose(Object o) {
//随机负载均衡策略
ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer();
//获取当前请求的服务实例
List<Server> reachableServers = loadBalancer.getReachableServers();
int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(reachableServers.size());
Server server = reachableServers.get(random);
if (server.isAlive()) {
return null;
}
return server;
}
}
2)配置自定义的策略
修改application.yml
stock-nacos:
ribbon:
# NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon
##自定义规则,设置限流规则,自定义负载均衡策略
NFLoadBalancerRuleClassName: com.ribbon.rule.CustomRule
6. 饥饿加载
在进行服务调用的时候,如果网络情况不好,第一次调用会超时。
Ribbon默认懒加载,意味着只有在发起调用的时候才会创建客户端。
开启饥饿加载,解决第一次调用慢的问题:
ribbon:
eager-load:
# 开启ribbon饥饿加载
enabled: true
# 配置mall-user使用ribbon饥饿加载,多个使用逗号分隔
clients: stock-nacos
实例工程:https://gitee.com/here-comes-brother-fei/ribbondemon.git