五、Spring Cloud Alibaba项目,Ribbon

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。

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 Ribbon客户端负载均衡 对比 Nginx 服务端负载均衡

Nginx 是服务端负载均衡,客户端所有请求都会交给nginx, 然后 nginx 实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。

Ribbon 是本地负载均衡(或服务消费端),在调用微服务接口的时候,会在注册中心上获取注册信息服务列表后缓存到JVM 本地,从而在本地实现RPC远程 服务调用技术。

ribbon负载均衡

Nginx负载均衡

1.2 常见的负载均衡算法

  • 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;
  • 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;

 

二、整合Ribbon

 nacos-discovery依赖了ribbon,可以不用再引入ribbon依赖。

在service-user服务中添加配置,添加 @LoadBalanced 注解。

@Configuration
public class RestConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced   //开启ribbon
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

 

三、Ribbon内核原理

3.1 Ribbon原理

 3.1.1 @LoadBalanced注解原理

参考源码:LoadBalancerAutoConfiguration

@LoadBalanced利用@Qualifier作为restTemplates注入的筛选条件,筛选出具有负载均衡标识的RestTemplate。

被@LoadBalanced注解的restTemplate会被定制,添加LoadBalancerInterceptor拦截器。

3.1.2 Ribbon相关接口

  • IClientConfig:Ribbon的客户端配置,默认采用DefaultClientConfigImpl实现。
  • IRule:Ribbon的负载均衡策略,默认采用ZoneAvoidanceRule实现,该策略能够在多区域环境下选出最佳区域的实例进行访问。
  • IPing:Ribbon的实例检查策略,默认采用DummyPing实现,该检查策略是一个特殊的实现,实际上它并不会检查实例是否可用,而是始终返回true,默认认为所有服务实例都是可用的。
  • ServerList:服务实例清单的维护机制,默认采用ConfigurationBasedServerList实现。
  • ServerListFilter:服务实例清单过滤机制,默认采ZonePreferenceServerListFilter,该策略能够优先过滤出与请求方处于同区域的服务实例。
  • ILoadBalancer:负载均衡器,默认采用ZoneAwareLoadBalancer实现,它具备了区域感知的能力。

 

3.2 Ribbon负载均衡策略

1.RandomRule:随机选择一个Server。

2.RetryRule:对选定的负载均衡策略机上重试机制,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。

3.RoundRobinRule:轮询选择,轮询index,选择index对应位置的Server。

4.AvailabilityFilteringRule:过滤掉一直连接失败的被标记为circuittripped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。

5.BestAvailableRule:选择一个最小的并发请求的Server,逐个考察Server,如果Server被tripped了,则跳过。

6.WeightedResponseTimeRule:根据响应时间加权,响应时间越长,权重越小,被选中的可能性越低。

7.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,类似于轮询(RandomRule)

8.NacosRule:同集群优先调用

3.2.1 修改默认负载均衡策略

全局配置:调用其他微服务,一律使用指定的负载均衡算法

@Configuration
public class RibbonConfig {

    /**
     * 全局配置
     * 指定负载均衡策略
     */
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        // 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();
    }
}

局部配置调用指定微服务提供的服务时,使用对应的负载均衡算法

修改application.yml

# 被调用的微服务名
server-order:
  ribbon:
    #  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)
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

3.2.2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)实现基于Nacos权重的负载均衡策略

@Slf4j
public class NacosRandomWithWeightRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    @Autowired
    private NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties;

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        DynamicServerListLoadBalancer loadBalancer = (DynamicServerListLoadBalancer) getLoadBalancer();
        String serviceName = loadBalancer.getName();
        NamingService namingService = nacosDiscoveryProperties.namingServiceInstance();

        try {
            //nacos基于权重的算法
            Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance(serviceName);
            log.info(instance.getIp()+":"+instance.getPort());
            return new NacosServer(instance);
        } catch (NacosException e) {
            log.error("获取服务实例异常:{}", e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {

    }
    
}

(2)配置自定义的策略

局部配置:修改application.yml

# 被调用的微服务名“server-order”,自定义的负载均衡策略
server-order.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName=com.shiwn.serviceuser.rule.NacosRandomWithWeightRule

全局配置

@Configuration
public class RibbonConfig {

    /**
     * 全局配置
     * 指定负载均衡策略
     */
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        // 自定义负载均衡
        return new NacosRandomWithWeightRule();
    }
}

 

3.3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,初始化负载均衡器,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

# 开启ribbon饥饿加载
ribbon.eager-load.enabled=true
# 指定需要饥饿加载的客户端名称、服务名,多个使用逗号分隔
ribbon.eager-load.clients=server-order

 

posted @ 2022-08-26 17:10  幻月hah  阅读(120)  评论(0编辑  收藏  举报