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?
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。

那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?
什么是 Ribbon
- Ribbon 是一个基于 Http 和 TCP 的客服端负载均衡工具,它是基于 Netflix Ribbon 实现的。
- 它不像 spring cloud 服务注册中心、配置中心、API 网关那样独立部署,但是它几乎存在于每个Spring cloud 微服务中。包括 feign 提供的声明式服务调用也是基于该 Ribbon实现的。
- Ribbon 默认提供很多种负载均衡算法,例如 轮询、随机 等等。甚至包含自定义的负载均衡算法。
在客户端节点会维护可访问的服务器清单,服务器清单来自服务注册中心,通过心跳维持服务器清单的健康性。
开启客户端负载均衡调用:
- 服务提供者启动多个服务实例注册到服务注册中心;
- 服务消费者直接通过调用被@LoadBalanced 注解修饰过的RestTemplate 来实现面向服务的接口调用。
集中式与进程内负载均衡的区别
目前业界主流的负载均衡方案可分成两类:
- 集中式负载均衡, 即在 consumer 和 provider 之间使用独立的负载均衡设施(可以是硬件,如F5, 也可以是软件,如 Nginx), 由该设施负责把 访问请求 通过某种策略转发至 provider;
- 进程内负载均衡,将负载均衡逻辑集成到 consumer,consumer 从服务注册中心获知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的 provider。Ribbon 就属于后者,它只是一个类库,集成于 consumer 进程,consumer 通过它来获取到 provider 的地址。

源码跟踪
为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。
显然有人帮我们根据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,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。
我们进行源码跟踪:
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://user-service/user/8originalUri.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,我们继续跟入。
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:

果然实现了负载均衡。
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:

我们继续跟入:

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嘛。
到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了。
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
负载均衡策略
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
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: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: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。
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