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聊聊SpringCloud中的Ribbon进行服务调用的问题

目录1、Robbon1.1、Ribbon概述1.2、Ribbon负载均衡演示1.3、Ribbon核心组件IRule1.4、Ribbon负载均衡算法1.4.1、轮询算法原理负载均衡算法：1.4.2、RoundRobinRule 源码1.4.3、手写轮询算法

前置内容（1）、微服务理论入门和手把手带你进行微服务环境搭建及支付、订单业务编写（2）、SpringCloud之Eureka服务注册与发现（3）、SpringCloud之Zookeeper进行服务注册与发现（4）、SpringCloud之Consul进行服务注册与发现

1、Robbon

1.1、Ribbon概述

（1）、Ribbon是什么？

SpringCloud-Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。简单来说，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和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置如连接超时、重拾等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称LB）后面的所有机器，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。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。一句话就是负载均衡+RestTemplate调用。

（2）、Ribbon的官网

官网地址

且目前也进入了维护模式

（3）、负载均衡（LB）

负载均衡就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA（高可用）。常见的负载均衡由软件nginx、LVS、F5。

1.集中式LB：就是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。

2.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就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取服务提供方的地址。

（4）、Ribbon本地负载均衡客户端和Nginx服务端负载均衡的区别

Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口的时候，会在注册中心获取注册信息列表之后缓存到JVM本地，从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

1.2、Ribbon负载均衡演示

（1）、架构说明

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。

Ribbon在工作时分为两步

第一步先选择EurekaServer，他优先选择在同一个区域内负载较少的server。第二步再根据用户指定的策略，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、随机和根据响应时间加权。

（2）、POM文件

所以在引入Eureka的整合包中就包含了整合Ribbon的jar包。

所以我们前面实现的8001和8002交替访问的方式就是所谓的负载均衡。

（3）、RestTemplate的说明

getForObject：返回对象为响应体中数据转化成的对象，基本上可以理解为json。getForEntity：返回对象为ResponseEntity对象，包含了响应中的一些重要信息，比如响应头、响应状态码、响应体等。postForObjectpostForEntity

1.3、Ribbon核心组件IRule

1. 主要的负载规则

RoundRobinRule：轮询RandomRule：随机RetryRule：先按照RoundRobinRule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WeightedResponseTimeRule：http://对RoundRobinRule的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择BestAvailableRule：会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状nnnvNMhy态的服务，然后选择一个并发量最小的服务AvailabilityFilteringRule：先过滤掉故障实例，再选择并发较小的实例ZoneAvoidanceRule：默认规则，复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器

2. 如何替换负载规则

对cloud-consumer-order80包下的配置进行修改。我们自己自定义的配置类不能放在@ComponentSchttp://an所扫描的当前包以及子包下，否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享，达不到特殊化定制的目的了。在com.xiao的包下新建一个myrule的子包。

在myrule的包下新建一个MySelfRule配置类

import com.netflix.loadbalancer.IRule;

import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration

public class MySelfRule {

@Bean

public IRule getRandomRule(){

return new RandomRule(); // 新建随机访问负载规则

}

对主启动类进行修改，修改为如下：

import com.xiao.myrule.MySelfRule;

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;

@SpringBootApplication

@EnableEurekaClient

@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = MySelfRule.class)

public class OrderMain80 {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);

}

6.测试结果结果就是以我们最新配置的随机方式进行访问的。

1.4、Ribbon负载均衡算法

1.4.1、轮询算法原理负载均衡算法：

rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标，每次服务重新启动后rest接口计数从1开始。

1.4.2、RoundRobinRule 源码

import com.netflix.client.config.IClientConfig;

import java.util.List;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule {

private AtomicInteger nextServerCyclicCounter;

private static final boolean AVAILABLE_ONLY_SERVERS = true;

private static final boolean ALL_SERVERS = false;

private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(RoundRobinRule.class);

public RoundRobinRule() {

this.nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0);

}

public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) {

this();

this.setLoadBalancer(lb);

}

public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {

if (lb == null) {

log.warn("no load balancer");

return null;

} else {

Server server = null;

int count = 0;

while(true) {

if (server == null && count++ < 10) {

// 获取状态为up的服务提供者

List reachableServers = lb.getReachableServers();

// 获取所有的服务提供者

List allServers = lb.getAllServers();

int upCount = reachableServers.size();

int serverCount = allServers.size();

if (upCount != 0 && serverCount != 0) {

// 对取模获得的下标进行获取相关的服务提供者

int nextServerIndex = this.incrementAndGetModulo(serverCount);

server = (Server)allServers.get(nextServerIndex);

if (server == null) {

Thread.yield();

} else {

if (server.isAlive() && server.isReadyToServe()) {

return server;

}

server = null;

continue;

}

log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb);

return null;

}

if (count >= 10) {

log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: " + lb);

}

return server;

}

private int incrementAndGetModulo(int modulo) {

int current;

int next;

do {

// 先加一再取模

current = this.nextServerCyclicCounter.get();

next = (current + 1) % modulo;

// CAS判断，如果判断成功就返回true，否则就一直自旋

} while(!this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next));

return next;

}

1.4.3、手写轮询算法

1. 修改支付模块的Controller

添加以下内容

@GetMapping(value = "/payment/lb")

public String getPaymentLB(){

return ServerPort;

}

2. ApplicationContextConfig去掉@LoadBalanced注解

3. LoadBalancer接口

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;

import java.util.List;

public interface LoadBalancer {

//收集服务器总共有多少台能够提供服务的机器，并放到list里面

ServiceInstance instances(List serviceInstances);

}

4. 编写MyLB类

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;

import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

@Component

public class MyLB implements LoadBalancer {

private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

//坐标

private final int getAndIncrement(){

int current;

int next;

do {

current = this.atomicInteger.get();

next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;

}while (!this.atomicInteger.compareAndSet(current,next)); //第一个参数是期望值，第二个参数是修改值是

System.out.println("*******第几次访问，次数next: "+next);

return next;

}

@Override

public ServiceInstance instances(List serviceInstances) { //得到机器的列表

int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size(); //得到服务器的下标位置

return serviceInstances.get(index);

}

5. 修改OrderController类

import com.xiao.cloud.entities.CommonResult;

http://import com.xiao.cloud.entities.Payment;

import com.xiao.cloud.lb.LoadBalancer;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;

import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;

import org.springframework.http.ResponseEntity;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;

import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.Resource;

import java.net.URI;

import java.util.List;

@RestController

@Slf4j

public class OrderController {

// public static final String PAYMENT_URL = "http://localhost:8001";

public static final String PAYMENT_URL = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";

@Resource

private RestTemplate restTemplate;

@Resource

private LoadBalancer loadBalancer;

@Resource

private DiscoveryClient discoveryClient;

@GetMapping("/consumer/payment/create")

public CommonResult create( Payment payment){

return restTemplate.postForObject(PAYMENT_URL+"/payment/create",payment,CommonResult.class); //写操作

}

@GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")

public CommonResult getPayment(@PathVariable("id") Long id){

return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class);

}

@GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}")

public CommonResult getPayment2(@PathVariable("id") Long id){

ResponseEntity entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class);

if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()){

// log.info(entity.getStatusCode()+"\t"+entity.getHeaders());

return entity.getBody();

}else {

return new CommonResult<>(444,"操作失败");

}

@GetMapping(value = "/consumer/payment/lb")

public String getPaymentLB(){

List instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");

if (instances == null || instances.size() <= 0){

return null;

}

ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);

URI uri = serviceInstance.getUri();

return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb",String.class);

}

6. 测试结果

最后是在8001和8002两个之间进行轮询访问。控制台输出如下

7. 包结构示意图

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216 2022-09-04

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