Eureka注册中心-Ribbon负载均衡

news2024/11/15 8:49:49

1、Eureka注册中心

服务注册与发现提供了一个服务注册中心、服务发现的客户端，还有一个方便查看所有注册的服务的界面。所有的服务使用Eureka的服务发现客户端来将自己注册到Eureka的服务器上。

1.1 、Eureka的结构和作用

1.1.1、Eureka的作用

1.1.2、获取地址信息的流程如下：

  • user-service服务实例启动后，将自己的信息注册到eureka-server（Eureka服务端）。这个叫服务注册

  • eureka-server保存服务名称到服务实例地址列表的映射关系

  • order-service根据服务名称，拉取实例地址列表。这个叫服务发现或服务拉取

1.1.3、order-service如何从多个user-service实例中选择具体的实例？

  • order-service从实例列表中利用负载均衡算法选中一个实例地址

  • 向该实例地址发起远程调用

1.1.4、order-service如何得知某个user-service实例是否依然健康，是不是已经宕机？

  • user-service会每隔一段时间（默认30秒）向eureka-server发起请求，报告自己状态，称为心跳

  • 当超过一定时间没有发送心跳时，eureka-server会认为微服务实例故障，将该实例从服务列表中剔除

  • order-service拉取服务时，就能将故障实例排除了

注意：一个微服务，既可以是服务提供者，又可以是服务消费者，因此eureka将服务注册、服务发现等功能统一封装到了eureka-client端

1.2、系统搭建Eureka服务的步骤

1.3、搭建eureka-server

注册中心服务端：eureka-server，是一个微服务

1.3.1、创建eureka-server服务

在cloud-demo父工程下，创建一个maven子模块：

1.3.2、引入eureka依赖

引入SpringCloud为eureka提供的starter依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

1.3.3、编写eureka-server的启动类

给eureka-server服务编写一个启动类，一定要添加一个@EnableEurekaServer注解，开启eureka的注册中心功能：

package cn.lcu.eureka;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;

@SpringBootApplication
@EnableEurekaServer
public class EurekaApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(EurekaApplication.class, args);
    }
}

1.3.4、编写配置文件

编写一个application.yml文件，内容如下：

server: # 服务端口号
  port: 10086
spring:
  application: # 服务名称
    name: eureka-server
eureka:
  client:
    service-url: # eureka服务地址
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

1.3.5、启动服务

启动微服务，然后在浏览器访问：http://127.0.0.1:10086。如图：

1.4、服务注册

将user-service注册到eureka-server中去。

1.4.1、引入依赖

在user-service的pom文件中，引入以下eureka-client依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

1.4.2、配置文件

在user-service中，修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址：

spring:
  application:
    name: userservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

1.4.3、启动多个user-service实例

添加一个SpringBoot的启动配置，再启动一个user-service。

首先，复制原来的user-service启动配置：

然后，在弹出的窗口中，填写信息：

SpringBoot窗口会出现两个user-service启动配置，第一个是8081端口，第二个是8082端口。：

查看eureka-server管理页面：

1.5、服务发现

将order-service的逻辑修改：向eureka-server拉取user-service的信息，实现服务发现。

1.5.1、引入依赖

服务发现、服务注册统一都封装在eureka-client依赖，因此这一步与服务注册时一致。在order-service的pom文件中，引入下面的eureka-client依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>

1.5.2、配置文件

服务发现也需要知道eureka地址，因此第二步与服务注册一致，都是配置eureka信息：在order-service中，修改application.yml文件，添加服务名称、eureka地址：

spring:
  application:
    name: orderservice
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://127.0.0.1:10086/eureka

1.5.3、服务拉取和负载均衡

去eureka-server中拉取user-service服务的实例列表，并且实现负载均衡。需要添加一些注解。

在order-service的OrderApplication中，给RestTemplate这个Bean添加一个@LoadBalanced注解：

修改order-service服务中的cn.lcu.order.service包下的OrderService类中的queryOrderById方法。修改访问的url路径，用服务名代替ip、端口：

spring会自动从eureka-server端，根据userservice这个服务名称，获取实例列表，而后完成负载均衡。

2、负载均衡

2.1、负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件，来实现负载均衡功能的。

2.2、源码分析

根据service名称，获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor，这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截，然后从Eureka根据服务id获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务id。

源码分析：

2.2.1、LoadBalancerIntercepor

这里的intercept方法，拦截了用户的HttpRequest请求，然后做了几件事：

  • request.getURI()：获取请求uri，本例中就是 http://user-service/user/8

  • originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id，user-service

  • this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求。

这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型。

2.2.2、LoadBalancerClient

  • getLoadBalancer(serviceId)：根据服务id获取ILoadBalancer，而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。

  • getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。本例中，可以看到获取了8082端口的服务

放行后，再次访问并跟踪，发现获取的是8081，实现了负载均衡。：

2.2.3、负载均衡策略IRule

获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

继续跟踪源码chooseServer方法：

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule：

2.2.4、总结

SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器，拦截了RestTemplate发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：

基本流程如下：

  • 拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1

  • RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称，也就是user-service

  • DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表

  • eureka返回列表，localhost:8081、localhost:8082

  • IRule利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如localhost:8081

  • RibbonLoadBalancerClient修改请求地址，用localhost:8081替代userservice，得到http://localhost:8081/user/1，发起真实请求

2.3、负载均衡策略

2.3.1、负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中，而IRule有很多不同的实现类：

不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类

规则描述

RoundRobinRule

简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。

AvailabilityFilteringRule

对以下两种服务器进行忽略： （1）在默认情况下，这台服务器如果3次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。 （2）并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的<clientName>.<clientConfigNameSpace>.ActiveConnectionsLimit属性进行配置。

WeightedResponseTimeRule

为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。

ZoneAvoidanceRule

以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类，这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。

BestAvailableRule

忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。

RandomRule

随机选择一个可用的服务器。

RetryRule

重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案。

2.3.2、自定义负载均衡策略

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：

代码方式（order对任何微服务都会随机）：在order-service中的OrderApplication类中，定义一个新的IRule：

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

配置文件方式（只会对某一个配置的微服务进行随机）：在order-service的application.yml文件中，添加新的配置也可以修改规则：

userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

注意：一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

2.4、饥饿加载

Ribbon默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient，请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建，降低第一次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice

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