【微服务架构】SpringCloud之Ribbon(四)

一：Ribbon是什么？

Ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法，将Netflix的中间层服务连接在一起。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时，重试等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称LB）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随即连接等）去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

二:LB方案分类

目前主流的LB方案可分成两类：一种是集中式LB, 即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB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服务的提供方；另一种是进程内LB，将LB逻辑集成到消费方，消费方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服务器。Ribbon就属于后者，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

三：Ribbon的主要组件与工作流程

Ribbon的核心组件(均为接口类型)有以下几个：

ServerList

用于获取地址列表。它既可以是静态的(提供一组固定的地址)，也可以是动态的(从注册中心中定期查询地址列表)。

ServerListFilter

仅当使用动态ServerList时使用，用于在原始的服务列表中使用一定策略过虑掉一部分地址。

IRule

选择一个最终的服务地址作为LB结果。选择策略有轮询、根据响应时间加权、断路器(当Hystrix可用时)等。

Ribbon在工作时首选会通过ServerList来获取所有可用的服务列表，然后通过ServerListFilter过虑掉一部分地址，最后在剩下的地址中通过IRule选择出一台服务器作为最终结果。

四：Ribbon提供的主要负载均衡策略介绍

1:简单轮询负载均衡（RoundRobin）

以轮询的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，并选出第i台服务器。

2:随机负载均衡（Random）

随机选择状态为UP的Server

3:加权响应时间负载均衡（WeightedResponseTime）

根据相应时间分配一个weight，相应时间越长，weight越小，被选中的可能性越低。

4:区域感知轮询负载均衡（ZoneAvoidanceRule）

复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server

Ribbon自带负载均衡策略比较

策略名	策略声明	策略描述	实现说明
BestAvailableRule	public class BestAvailableRule extends ClientConfigEnabledRoundRobinRule	选择一个最小的并发请求的server	逐个考察Server，如果Server被tripped了，则忽略，在选择其中ActiveRequestsCount最小的server
AvailabilityFilteringRule	public class AvailabilityFilteringRule extends PredicateBasedRule	过滤掉那些因为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的后端server（active connections 超过配置的阈值）	使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就就是检查status里记录的各个server的运行状态
WeightedResponseTimeRule	public class WeightedResponseTimeRule extends RoundRobinRule	根据相应时间分配一个weight，相应时间越长，weight越小，被选中的可能性越低。	一个后台线程定期的从status里面读取评价响应时间，为每个server计算一个weight。Weight的计算也比较简单responsetime 减去每个server自己平均的responsetime是server的权重。当刚开始运行，没有形成statas时，使用roubine策略选择 server。
RetryRule	public class RetryRule extends AbstractLoadBalancerRule	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
RoundRobinRule	public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule	roundRobin方式轮询选择server	轮询index，选择index对应位置的server
RandomRule	public class RandomRule extends AbstractLoadBalancerRule	随机选择一个server	在index上随机，选择index对应位置的server
ZoneAvoidanceRule	public class ZoneAvoidanceRule extends PredicateBasedRule	复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server	使用ZoneAvoidancePredicate和AvailabilityPredicate来判断是否选择某个server，前一个判断判定一个 zone的运行性能是否可用，剔除不可用的zone（的所有server），AvailabilityPredicate用于过滤掉连接数过多的 Server。

五：Ribbon单独使用

创建一个maven工程名称 ribbon_client

pom内容

<dependencies>

<dependency>

<groupId>com.netflix.ribbon</groupId>

<artifactId>ribbon-core</artifactId>

<version>2.2.0</version>

</dependency>

<dependency>

<groupId>com.netflix.ribbon</groupId>

<artifactId>ribbon-httpclient</artifactId>

<version>2.2.0</version>

</dependency>

</dependencies>

sample-client.properties配置文件

# Max number of retries

sample-client.ribbon.MaxAutoRetries=1

# Max number of next servers to retry (excluding the first server)

sample-client.ribbon.MaxAutoRetriesNextServer=1

# Whether all operations can be retried for this client

sample-client.ribbon.OkToRetryOnAllOperations=true

# Interval to refresh the server list from the source

sample-client.ribbon.ServerListRefreshInterval=2000

# Connect timeout used by Apache HttpClient

sample-client.ribbon.ConnectTimeout=3000

# Read timeout used by Apache HttpClient

sample-client.ribbon.ReadTimeout=3000

# Initial list of servers, can be changed via Archaius dynamic property at runtime

sample-client.ribbon.listOfServers=www.sohu.com:80,www.163.com:80,www.sina.com.cn:80

sample-client.ribbon.EnablePrimeConnections=true

RibbonMain代码

import java.net.URI;

import com.netflix.client.ClientFactory;

import com.netflix.client.http.HttpRequest;

import com.netflix.client.http.HttpResponse;

import com.netflix.config.ConfigurationManager;

import com.netflix.loadbalancer.ZoneAwareLoadBalancer;

import com.netflix.niws.client.http.RestClient;

public class RibbonMain {

public static void main( String[] args ) throws Exception {

ConfigurationManager.loadPropertiesFromResources("sample-client.properties");

System.out.println(ConfigurationManager.getConfigInstance().getProperty("sample-client.ribbon.listOfServers"));

RestClient client = (RestClient)ClientFactory.getNamedClient("sample-client");

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(new URI("/")).build();

for(int i = 0; i < 4; i ++) {

HttpResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);

System.out.println("Status for URI:" + response.getRequestedURI() + " is :" + response.getStatus());

}

ZoneAwareLoadBalancer lb = (ZoneAwareLoadBalancer) client.getLoadBalancer();

System.out.println(lb.getLoadBalancerStats());

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty("sample-client.ribbon.listOfServers", "ccblog.cn:80,www.linkedin.com:80");

System.out.println("changing servers ...");

Thread.sleep(3000);

for(int i = 0; i < 3; i ++) {

HttpResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);

System.out.println("Status for URI:" + response.getRequestedURI() + " is :" + response.getStatus());

}

System.out.println(lb.getLoadBalancerStats());

}

代码解析

使用 Archaius ConfigurationManager 加载属性；

使用 ClientFactory 创建客户端和负载均衡器；

使用 builder 构建 http 请求。注意我们只支持 URI 的 "/" 部分的路径，一旦服务器被负载均衡器选中，会由客户端计算出完整的 URI；

调用 API client.executeWithLoadBalancer()，不是 exeucte() API；

动态修正配置中的服务器池；

等待服务器列表刷新(配置文件中定义的刷新间隔是为 3 秒钟)；

打印出负载均衡器记录的服务器统计信息。

六：Ribbon结合eureka使用

先要启动eureka_register_service工程（注册中心）和biz-service-0工程（服务生产者）

创建maven工程 eureka_ribbon_client 该工程启动和相关配置依赖eureka_register_service和biz-service-0

pom加入

<parent>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>

<version>1.4.3.RELEASE</version>

<relativePath/> 

</parent>

<dependencies>

<dependency>

<groupId>org.springframework.cloud</groupId>

<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>

</dependency>

<dependency>

<groupId>org.springframework.cloud</groupId>

<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>

</dependency>

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

</dependency>

<dependency>

<groupId>org.springframework.boot</groupId>

<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>

<scope>test</scope>

</dependency>

</dependencies>

<dependencyManagement>

<dependencies>

<dependency>

<groupId>org.springframework.cloud</groupId>

<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>

<version>Brixton.RELEASE</version>

<type>pom</type>

<scope>import</scope>

</dependency>

</dependencies>

</dependencyManagement>

在应用主类中，通过@EnableDiscoveryClient注解来添加发现服务能力。创建RestTemplate实例，并通过@LoadBalanced注解开启均衡负载能力。

@SpringBootApplication

@EnableDiscoveryClient

public class RibbonApplication {

@Bean

@LoadBalanced

RestTemplate restTemplate() {

return new RestTemplate();

}

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(RibbonApplication.class, args);

}

创建ConsumerController来消费biz-service-0的getuser服务。通过直接RestTemplate来调用服务

@RestController

public class ConsumerController {

@Autowired

RestTemplate restTemplate;

@RequestMapping(value = "/getuserinfo", method = RequestMethod.GET)

public String add() {

return restTemplate.getForEntity("http://biz-service-0/getuser", String.class).getBody();

}

application.properties中配置eureka服务注册中心

spring.application.name=ribbon-consumer

server.port=8003

eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

完成后可以打开http://localhost:8003/getuserinfo 可以看到结果

总结：Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，他可以和其他所需请求的客户端结合使用，和eureka结合只是其中的一个实例。

代码地址：https://github.com/zhp8341/SpringCloudDemo