Spring Cloud LoadBalancer基础入门与应用实践

news2024/7/7 18:13:01

官网地址：https://docs.spring.io/spring-cloud-commons/reference/spring-cloud-commons/loadbalancer.html

【1】概述

Spring Cloud LoadBalancer是由SpringCloud官方提供的一个开源的、简单易用的客户端负载均衡器，它包含在SpringCloud-commons中用它来替换了以前的Ribbon组件。相比较于Ribbon，SpringCloud LoadBalancer不仅能够支持RestTemplate，还支持WebClient（WeClient是Spring Web Flux中提供的功能，可以实现响应式异步请求）

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

loadbalancer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。

在这里插入图片描述
LoadBalancer 在工作时分成两步：

第一步，先选择ConsulServer从服务端查询并拉取服务列表，知道了它有多个服务(上图3个服务)，这3个实现是完全一样的，默认轮询调用谁都可以正常执行。
第二步，按照指定的负载均衡策略从server取到的服务注册列表中由客户端自己选择一个地址，所以LoadBalancer是一个客户端的负载均衡器。

Spring Cloud LoadBalancer 集成使用

为了简化Spring Cloud LoadBalancer的使用，Spring Cloud 提供了ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction（可与WebClient配合使用）和BlockingLoadBalancerClient（可与RestTemplate和RestClient一起工作）。更多详细信息及使用示例，请参阅以下章节：

Spring RestTemplate作为LoadBalancer客户端
在这一节中，我们将探讨如何将RestTemplate用作负载均衡客户端，利用BlockingLoadBalancerClient实现服务间的调用负载均衡。
Spring RestClient作为LoadBalancer客户端
这一章节会介绍RestClient与BlockingLoadBalancerClient结合使用的方法，展示如何通过这种方式实现对后端服务的负载均衡调用。
Spring WebClient作为LoadBalancer客户端
在此部分，我们将讲解如何将WebClient与ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction配合使用，以实现非阻塞、响应式的负载均衡调用。
Spring WebFlux WebClient与ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction的结合使用
本章节将深入讨论WebFlux框架下的WebClient如何与ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction协同工作，实现高效、响应式的负载均衡机制。

两种主要的工具：ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction 和 BlockingLoadBalancerClient，分别适用于响应式编程和阻塞式编程场景。

【2】Spring RestTemplate as a LoadBalancer Client应用实践

pom依赖：

<!--loadbalancer-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

你可以配置一个RestTemplate来使用负载均衡客户端。要创建一个负载均衡的RestTemplate，需要创建一个带有@Bean注解的RestTemplate实例，并使用@LoadBalanced限定符，如下例所示：

@Configuration
public class MyConfiguration {

    @LoadBalanced
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

public class MyClass {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    public String doOtherStuff() {
        String result = restTemplate.getForObject("http://stores/stores", String.class);
        return result;
    }
}

这意味着，在你的Spring配置类中，可以通过定义一个带有@Bean和@LoadBalanced注解的方法来生成一个RestTemplate实例。这样做的结果是，该RestTemplate实例将自动集成Spring Cloud LoadBalancer的功能，能够智能地在多个服务实例之间进行请求分发，实现负载均衡的效果。这种方法特别适用于基于Spring的微服务架构，使得服务间的调用更加健壯和高效。

如下图所示，当服务实例拥大于等于2时，将会实现轮询效果：

在这里插入图片描述

【3】编码使用DiscoveryClient动态获取所有上线的服务列表

这里自动注入DiscoveryClient来获取注册中心的服务实例列表：

@Resource
private DiscoveryClient discoveryClient;

@GetMapping("/consumer/discovery")
public String discovery()
{
	// 获取所有服务实例
    List<String> services = discoveryClient.getServices();
    for (String element : services) {
        System.out.println(element);
    }

    System.out.println("===================================");
	//获取指定名字服务实例
    List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("cloud-payment-service");
    for (ServiceInstance element : instances) {
        System.out.println(element.getServiceId()+"\t"+element.getHost()+"\t"+element.getPort()+"\t"+element.getUri());
    }

    return instances.get(0).getServiceId()+":"+instances.get(0).getPort();
}

【4】切换负载均衡算法

默认使用的ReactiveLoadBalancer 实现是RoundRobinLoadBalancer（轮询负载均衡器）。如果你想为某些特定服务或者所有服务切换到不同的负载均衡实现，可以利用自定义的负载均衡配置机制。

例如，下面的配置可以通过@LoadBalancerClient注解切换到使用RandomLoadBalancer（随机负载均衡器）：

public class CustomLoadBalancerConfiguration {

	@Bean
	ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment,
			LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
		String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
		return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory
				.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class),
				name);
	}
}

修改RestTemplateConfig如下所示：

@Configuration
@LoadBalancerClient(value = "cloud-payment-service",configuration = RestTemplateConfig.class)
public class RestTemplateConfig
{
    @Bean
    @LoadBalanced //使用@LoadBalanced注解赋予RestTemplate负载均衡的能力
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    @Bean
    ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment,LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);

        return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name);
    }
}