四、Spring Cloud Alibaba-Ribbon

news2024/10/7 20:34:45

一、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。例spring cloud中的Ribbon，客户端会有一个服务器地址列表，在发送请前通过负载均街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。

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端提供一列的配置，如超时、重试等，通过Load Balancer获取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。

二、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。
  • 轮询，负载均衡默认实现方式，请求来之后排队处理。
  • 加权轮询，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。

三、Nacos使用Ribbon

nacos-discovery已经依赖了ribbon,可以不用再引入。
自行引用为：

<!--添加ribbon的依赖-->
<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

1、通过配置@LoadBalanced开启客户端负载均衡。

@Component
public class RestConfig {
    @Bean("RestTemplate")
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(RestTemplateBuilder builder){
        return builder.build();
    }
}

2、Controller请求其他服务是用服务名替换之前写死的地址。
如http://stock-service替换http://localhost:8816。

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;
    @RequestMapping("add")
    public String add(){
        System.out.println("新增订单");
        #String forObject = restTemplate.getForObject("http://localhost:8816/stock/reduce", String.class);
        String forObject = restTemplate.getForObject("http://stock-service/stock/reduce", String.class);  
        return "新增订单,"+forObject;
    }

}

四、Ribbon负载均衡策略

这些策略统一的实现接口——iRule。我们可以用spring注入Bean(自行写iRule接口实现的策略)修改默认策略。
在这里插入图片描述

  • RandomRule： 随机选择一个服务实例。（后续案例使用该策略）
  • RoundRobinRule： 线性轮询选择。
  • RetryRule： 在轮询的基础上进行重试机制,在一个配置时间段内当选择Server不成功,则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server。
  • WeightedResponseTimeRule： 根据一个服务对的响应时间进行加权，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。
  • AvailabilityFilteringRule： 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。
  • BestAvailableRule：过滤掉失效的服务实例，找出并发请求最小的服务实例来使用。
  • NacosRule: 一个nacos的权重策略，可以在nacos界面配置权重。（后续案例使用该策略和Nacos配合使用）。
  • ZoneAvoidanceRule： 默认的负载均衡策略,即复合判断Server所在区域的性能和Server的可用性选择Server,在没有区域的环境下（区域就近原则）,类似于轮询(RandomRule)。

五、修改默认的负载均衡机制

两种方式进行修改，一种是基于配置类，一种是配置文件进行修改。

方法一、配置类方式实现

（1）复制出一个模块来重命名为使用，

复制出现问题解决办法：http://t.csdn.cn/m6L79。
特殊说明：需要找到复制源删除有问题的原文件，我找复制后的进行删除，搞了好一会才发现要删除复制源的。

（2）写一个配置类RuleConfig。放在ComponentScan自动扫描不到的地方。如图：

@Configuration
public class RuleConfig {

    //方法名一定要叫iRule
    @Bean
    public IRule iRule(){
        //返回一个随机的负载均衡策略
        return new RandomRule();
    }
}

在这里插入图片描述

说明：
1、自定义的配置类不能放在ComponentScan能够扫描的地方。
2、ComponentScan没有指定路径则默认SpringBootApplication所在的目录为扫描包。
3、 如果放在能够扫描的地方，会变成全局配置，会被所有服务提供方进行使用，就不能根据服务单独指定不一样的负载均衡机制。

（3）在启动类上加上RibbonClients注解

@RibbonClients(value = {
        @RibbonClient(name = "stock-service",configuration = RuleConfig.class)
})

说明：

  • value 是一个数组。可以配置多个RibbonClient，根据需要调用的服务，配置不一样的负载均衡策略。
  • name 是调用的服务名。
  • configuration 对应服务的策略，即配置成刚刚写的RuleConfig配置类，随机策略。

(4)测试 8830的ribbon服务请求stock-service服务（8816和8817端口）。
在这里插入图片描述

@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {

    // http://localhost:8830/order/addNacos
    @RequestMapping("addNacos")
    public String addByNacos(){
        System.out.println("新增订单");
        String forObject = restTemplate.getForObject("http://stock-service/stock/reduce", String.class);
        return "新增订单,"+forObject;
    }

}

访问http://localhost:8830/order/addNacos。观察页面返回的端口，确实是8816和8817随机。

在这里插入图片描述

方法二、配置文件的方式实现—建议使用

（1）找到需要的策略类，
比如配置NacosRule-根据Nacos权重调用，全局搜索，Scope中找到路径。
在这里插入图片描述
（2）配置文件中新增Ribbon配置,NFLoadBalancerRuleClassName中策略路径需完整路径。去掉方法一中启动类上的RibbonClients注解，使用配置文件重启测试。

#调用的服务
stock-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

(3)登录nacos,将stock-service中的8817服务权重设置为5。

在这里插入图片描述
（4）同样访问http://localhost:8830/order/addNacos测试。观察确实8817请求次数更多。

六、自定义负载均衡器Ribbon

案例实现一个简易的随机负载均衡策略。

IRule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是一个抽象类，里边主要定义了一个LadBalancer，这里定义它的目的主要是辅助负责均衡策略选取合活的服务端实例

1、写一个CustomRule 类，实现choose方法

//继承AbstractLoadBalancerRule，实现choose方法
public class CustomRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    public Server choose(Object key) {
        //获取当前请求服务的实例
        ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer();
        //获取到多个服务实例
        List<Server> reachableServers = loadBalancer.getReachableServers();

        //ThreadLocalRandom线程安全获取一个随机数
        int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(reachableServers.size());

        //返回一个服务实例
        return reachableServers.get(random);
    }


    //参数实例化
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {

    }

}

2、修改配置文件为自定义的类即可。然后重启测试。

#调用的服务
stock-service:
  ribbon:
    #NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.tc.ribbon.CustomRule

3、默认CustomRule是调用时才去加载策略，可能比较慢，修改为项目启动时就加载好策略。
加入Ribbon配置即可。

#调用的服务
stock-service:
  ribbon:
    #NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.tc.ribbon.CustomRule

ribbon:
  eager-load:
    #开启ribbon饥饿加载
    enabled: true
    #配置需要饥饿加载的服务，多个用逗号隔开
    clients: stock-service

七、负载均衡器LoadBalancer介绍

Spring Cloud LoadBalancer是spring cloud官方自己提供的客户端负载均衡器，用来代替Ribbon。目前支持的负载均衡策略还是很少，难以替代。
新版本spring cloud 已经移除了Ribbon，使用LoadBalancer。
1、引入依赖
如果需要替换，只需要在pom中移除即可。


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

    <!--提供RestTemplate支持-->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
        <!--移除ribbon-->
        <exclusions>
            <exclusion>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-start-netflix-ribbon</artifactId>
            </exclusion>
        </exclusions>
    </dependency>

或者在配置文件中配置loadbalancer：

spring:
  application:
    name: order-service
  cloud:
    loadbalancer:
      ribbon:
        enabled: false
    nacos:
      #nacos地址
      server-addr: 127.0.0.1:8848
      discovery:

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