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SpringCloud Ribbon负载均衡流程分析

2024-03-30 12:13:31 作者：浩泽学编程

在Eureka注册中心中我们在添加完@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，现在一起探索一下负载均衡的原理（Ribbon），感兴趣的朋友一起看看吧

前言

在Eureka注册中心中我们在添加完@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，现在一起探索一下负载均衡的原理（Ribbon）。

一、整体流程

现在我们发出的请求明明是http://userservice/user/8，怎么变成了http://localhost:8081（http://localhost:8082，http://localhost:8083）的呢？

我们理解如下：

现在有俩个服务order-server和user-server，现在我们使用的假设是Eureka注册中心，且order-server内存在远程调用服务user-server（不过我们现在目前都是在一个电脑上运行，不要在意这个远程的说法不贴切）。
在这两个服务启动时会注册信息到Eureka注册中心（现在假设user-server服务有三个相同服务，怎去选择呢，三个服务地址分别是local:8081、local:8082、local:8083都已经注册到注册中心，并且服务名称都是userserver）
order-server远程调用userserver服务（http://userservice/user/8），现在会去注册中心拉取user-server的信息，注册中心找到三个服务名为userserver的ip地址并全部返回。
order-server用的哪个？这时候就是根据Ribbon负载均衡算法进行选择的，它默认是轮询的规则。
假设首先轮询到的是localhost:8081，就去访问http://localhost:8081。

二、负载均衡原理

有人帮我们根据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（上篇文章讲过，我们使用RestTemplate实现远程调用），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。

源码跟踪

（1）LoadBalancerIntercepor

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://userservice/user/8
originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id：userservicethis.loadBalancer.execute()：处理服务id和用户请求。

这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

（2）LoadBalancerClient
继续跟入execute方法：

代码是这样的：

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：

显然实现了负载均衡。

（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：

继续跟入：

继续跟踪源码chooseServer方法，发现这么一段代码：

我们看看这个rule是谁：

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

这不就是轮询的意思。

小结

SpringCloud 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：

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userservice
DynamicServerListLoadBalancer根据userservice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

三、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：

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..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

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();
}

2.配置文件方式：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

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

总结

以上就是关于Ribbon负载均衡的讲解。