【Spring Cloud】Ribbon负载均衡
  Z0wGKPRyKusG 2023年11月02日 55 0




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四、Ribbon负载均衡

上一节中,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?

4.1 负载均衡原理

Spring Cloud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。

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器

当我们发起请求的时候,会去eureka中查找我们名为​userservice​的服务,找到之后通过​Ribbon​负载均衡进行选取。

那么我们发出的请求明明是 http://userservice/user/1,怎么变成了 的呢?


4.2 源码跟踪

之前还要获取ip和端口,为什么现在我们只输入了service名称就可以访问了呢?

显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的​ip​​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​

1)LoadBalancerIntercepor

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务列表_02

可以看到这里的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​LoadBalancerClient​类型.


2)LoadBalancerClient

继续跟入execute方法:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_ribbon_03

  • 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:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器_04

这样就实现了负载均衡。


3)负载均衡策略IRule

在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器_05

我们继续跟入:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器_06

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务列表_07

我们看看这个rule是谁:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器_08

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务列表_09

这不就是轮询的意思嘛。到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。

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4)总结

Spring Cloud Ribbon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:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_spring cloud_10

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。

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4.3 负载均衡策略

4.3.1 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:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务列表_11

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clientNameclient、ConfigNameSpace 、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

4.3.2 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:

  1. 代码方式:在order-service中的​OrderApplication​类中,定义一个新的​IRule​
@Bean
public IRule randomRule(){
return new RandomRule();
}
  1. 配置文件方式:在order-service​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。

当我们在浏览器进行四次访问后,可以看到userservice的调用情况,分别是​1、4​​2、3​,进行了轮询。

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_spring cloud_12

此时我们进行默认均衡负载的重写:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_服务器_13

然后进行三次访问,可以看到三次随机的都是8081端口的服务:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_ribbon_14

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4.4 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。

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 # 开启饥饿加载
clients: # 指定服务名称
-

可以看到在我们项目初始化创建的时候就创建了:

【Spring Cloud】Ribbon负载均衡_负载均衡_15

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最后一次编辑于 2023年11月08日 0

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