Ribbon负载均衡(四）

一、Ribbon定义

spring cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端,负载均衡工具

简单的说,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的中间层服务层连接在一起.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,随机连接等)去连接这些机器.我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法

ribbon原理图:

二、LB负载均衡

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,比如F5,也可以是软件,如Nginx)由该设施负责把访问请求通过某一种策略转发至服务的提供者;

进程式LB

将LB逻辑集成到消费方,消费方从服务中心获取知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器.

Ribbon就属于进程内LB,它只是一个类库,集成于消费方进程,消费方通过他来获取到服务提供方的地址.

三、官方地址

https://github.com/Netflix/ribbon

四、Ribbon的初始化配置

1、修改microservicecloud-consumer-dept-80工程 

修改pom文件

      <!-- 将微服务provider侧注册进eureka -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
        </dependency>

修改yml文件 添加

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone:  http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/ #向服务中心注册自己
    register-with-eureka: false 

对configBean进行新注解@LoadBalanced获得Rest时加入Ribbon的配置

@Configuration
public class ConfigBean {
    @Bean
    @LoadBalanced //注解表明这个restRemplate开启负载均衡的功能。
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

主启动类ConSumeAppStart_80添加@EnableEurekaClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
public class ConSumeAppStart {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConSumeAppStart.class);
    }
}

修改DeptController客户端访问类

@RestController
public class DeptController {

    //private static final String REST_URL_PREFIX = "http://localhost:8001";
    private static final String REST_URL_PREFIX = "http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";
//完成真正的通过微服务名字从eureka上找到并访问
    /**
     * 使用 使用restTemplate访问restful接口非常的简单粗暴无脑。 (url, requestMap,
     * ResponseBean.class)这三个参数分别代表 REST请求地址、请求参数、HTTP响应转换被转换成的对象类型。
     */
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @RequestMapping(value = "/consumer/dept/add")
    public boolean add(Dept dept)
    {
        return restTemplate.postForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/addDept", dept, Boolean.class);
    }

    @RequestMapping("/findAll")
    public List<Dept> findAll() {
        return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/findAll",List.class);
    }
}

先启动3个eureka集群后,在启动microservicecloud-config-dept-client-8001并注册进eureka

启动ConSumeAppStart_80

测试 访问地址:http://localhost:80/findAll

效果

五、Ribbon负载均衡

1、架构说明图

Ribbon在工作分成2步

第一步:先选择EurekaServer,它优先选择在同一个区域负载较少的server

第二步:再根据用户指定策略,在从server取到的服务注册列表中选择一个地址.

其中Ribbon提供了多种策略:比如轮询,随机和根据时间响应加权

六、创建提供者多服务

参考microservicecloud-provider-dept-8001新建2份,分别命名为8002,8003　　

新建8002/8003 数据库,各自微服务分别连各自的数据库clouddb02/clouddb03

修改8002/8003各自的yml

8002 yml

server:
 port: 8002
mybatis:
 config-location: classpath:mybatis/mybatis.cfg.xml        # mybatis配置文件所在路径
 type-aliases-package: com.yehui.entity    # 所有Entity别名类所在包
 mapper-locations: classpath:mybatis/mapper/**/*.xml                       # mapper映射文件
 #应用名称
spring:
 application:
  name: microservicecloud-dept
 datasource:
  type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource            # 当前数据源操作类型
  driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver              # mysql驱动包
  url: jdbc:mysql://localhost:3306/clouddb02             # 数据库名称
  username: root
  password: root
  dbcp2:
   min-idle: 5                                           # 数据库连接池的最小维持连接数
   initial-size: 5                                       # 初始化连接数
   max-total: 5                                          # 最大连接数
   max-wait-millis: 200       # 等待连接获取的最大超时时间
eureka:
  client: #客户端注册进eureka服务列表内
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7001/eureka/,http://localhost:7002/eureka/,http://localhost:7003/eureka/
      ###是否向注册中心注册自己
    register-with-eureka: true
      ###是否需要从eureka上获取注册信息
    fetch-registry: true

  instance:
    instance-id: providerdept_8001 #自定义服务名称
    prefer-ip-address: true  #访问路径可以显示IP地址
#信息的描述
info:
  app.name: atguigu-microservicecloud
  company.name: www.atguigu.com
  build.artifactId: $project.artifactId$
  build.version: $project.version$

8003yml

server:
  port: 8003
mybatis:
  config-location: classpath:mybatis/mybatis.cfg.xml        # mybatis配置文件所在路径
  type-aliases-package: com.yehui.entity    # 所有Entity别名类所在包
  mapper-locations: classpath:mybatis/mapper/**/*.xml                       # mapper映射文件
spring:
   application:
    name: microservicecloud-dept
   datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource            # 当前数据源操作类型
    driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver              # mysql驱动包
    url: jdbc:mysql://localhost:3306/clouddb03             # 数据库名称
    username: root
    password: root
    dbcp2:
      min-idle: 5                                           # 数据库连接池的最小维持连接数
      initial-size: 5                                       # 初始化连接数
      max-total: 5                                          # 最大连接数
      max-wait-millis: 200       # 等待连接获取的最大超时时间

eureka:
  client: #客户端注册进eureka服务列表内
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:7002/eureka/,http://localhost:7003/eureka/,http://localhost:7001/eureka/
  instance:
    instance-id: providerdept_8003 #自定义服务名称
    prefer-ip-address: true  #访问路径可以显示IP地址
#信息的描述
info:
  app.name: atguigu-microservicecloud
  company.name: www.atguigu.com
  build.artifactId: $project.artifactId$
  build.version: $project.version$

备注

端口

数据库链接  jdbc:mysql://localhost:3306/clouddb01

对外暴露的统一的服务实例名

启动3个eureka集群配置区

启动3个Dept微服务并各自测试通过

http://localhost:8003/dept/findAll

http://localhost:8001/dept/findAll

http://localhost:8002/dept/findAll

启动ConSumeAppStart_80

客户端通过Ribbon完成负载均衡并访问上一步的Dept微服务

上图有三个消费者

http://localhost/findAll

注意观察看到返回的数据的数据库的不同

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

七、Ribbon核心组件IRule

1、IRule算法

IRule:根据特点算法中从服务列表中选取一个要访问的服务

RoundRobinRule:轮询算法

RandomRule随机算法

AvailabilityFilteringRule：会先过滤由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，还有并发的连接数量超过阈值的服务，然后对剩余的服务列表按照轮询策略进行访问

WeightedResponseTimeRule：根据平均响应的时间计算所有服务的权重，响应时间越快服务权重越大被选中的概率越高，刚启动时如果统计信息不足，则使用RoundRobinRule策略，等统计信息足够会切换到WeightedResponseTimeRule

RetryRule：先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取失败则在制定时间内进行重试，获取可用的服务。

BestAviableRule：会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务

ZoneAvoidanceRule：默认规则，符合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器

RetryRule:先根据RoundRonbinRule的策略获取服务,如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试,获取可用的服务

访问地址:https://github.com/Netflix/ribbon

config类

@Bean
public IRule getRule(){
    return new RandomRule(); //使用随机的算法替换默认的轮询算法
}

测试访问:http://localhost:80/findAll

2、Ribbon自定义

修改microservicecloud-consumer-dept-80

主启动类添加@RibbonClient

在启动该微服务的时候就能去加载我们自定义Ribbon配置类,从而使配置生效,形如:

@RibbonClient(name = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MyRule.class)

注意细节

步骤:

新建一个MyRule类

@Configuration
public class MyRule {
    @Bean
    public IRule getRule(){
        return new RoundRobinRule(); //使用使用轮询算法
    }
}

修改主启动类新增@RibbonClient注解

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient  //表明自己是一个eurekaclient.
@RibbonClient(name = "MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MyRule.class)
public class ConSumeAppStart_80 {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConSumeAppStart_80.class);
    }
}

测试http://localhost:80/findAll

3、自定义规则深度解析

问题:依旧轮询策略,但是加上新需求,每个服务要求被调用5次.也即

以前是每台机器一次,现在是每台机器5次

解析源码:https://github.com/Netflix/ribbon/blob/master/ribbon-

loadbalancer/src/main/java/com/netflix/loadbalancer/RandomRule.java

参考源码修改为我们的需求需的MyRole_YH.java

更新中

4、使用DiscoveryClient实现本地负载均衡

编写controller

@RestController
public class DeptController {

    //获取服务注册信息
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping("/find")
    public List<Dept> find(){
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("microservicecloud-dept");
        int instacesSize = instances.size();
        int index = num%instacesSize;
        num++;
        String url = instances.get(index).getUri().toString();
        return restTemplate.getForObject(url + "/dept/findAll",List.class);
    }
} 

congig类

@Configuration
public class ConfigBean {
    @Bean
    //@LoadBalanced 这个注解不需要了
    public RestTemplate getRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

}

测试

5、Ribbon与Nginx区别

客户端负载均衡器

在SpringCloud中Ribbon负载均衡客户端，会从eureka注册中心服务器端上获取服务注册信息列表，缓存到本地。

让后在本地实现轮训负载均衡策略。

服务器端负载均衡Nginx

nginx是客户端所有请求统一交给nginx，由nginx进行实现负载均衡请求转发，属于服务器端负载均衡。

既请求有nginx服务器端进行转发。

客户端负载均衡Ribbon

Ribbon是从eureka注册中心服务器端上获取服务注册信息列表，缓存到本地，让后在本地实现轮训负载均衡策略。

既在客户端实现负载均衡。

 应用场景的区别：

Nginx适合于服务器端实现负载均衡 比如Tomcat ，Ribbon适合与在微服务中RPC远程调用实现本地服务负载均衡，比如Dubbo、SpringCloud中都是采用本地负载均衡。