SpringCloud学习笔记(四)之Ribbon负载均衡

Easter79
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    在微服务架构中,业务都会被拆分成一个独立的服务,服务与服务的通讯是基于http restful的。Spring cloud有两种服务调用方式,一种是ribbon+restTemplate,另一种是feign。

简介

是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

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。也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

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到服务的提供方。

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到服务提供方的地址。

配置初步

因为Ribbon是客户端的负载均衡工具,所以只能配置客户端:micoservicecloud-consumer-dept-80

配置pom.xml

在micoservicecloud-consumer-dept-80的pom.xml添加以下信息:

<!-- Ribbon相关 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
</dependency>

 配置application.yml

在micoservicecloud-consumer-dept-80的application.yml添加以下信息:

eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka/,http://eureka7002.com:7002/eureka/,http://eureka7003.com:7003/eureka/
    register-with-eureka: false

Configuration配置类添加标签@LoadBalanced

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controller层添加微服务地址

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对应页面中的server的地址

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启动类添加标签

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小结

Ribbon和Eureka整合后Consumer可以直接调用服务而不用关心地址和端口号。

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负载均衡案例

Ribbon在工作时分成两步:

第一步,先选择EurekaServer,它优先选择在同一个区域负载均衡较少的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提供多种策略:比如轮询、随机和根据响应时间加权。

1. 另外创建两个maven工程:

micoservicecloud-provider-dept-8002

micoservicecloud-provider-dept-8003

2. 其他代码一样,需要修改红色部分,配置各自的application.yml文件:

server:
  port: 8002    #配置各自的端口号

mybatis:
  config-location: classpath:mybatis/mybatis.cfg.xml   # mybatis配置文件所在路径
  type-aliases-package: com.minn.springcloud.entities  # 所有Entity别名类所在包
  mapper-locations: classpath:mybatis/mapper/**/*.xml  # mapper映射文件

spring:
  application:
    name: micoservicecloud-dept   #这name不能修改,三个配置文件一样
  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,配置各自的数据库名字
    username: root
    password: 123456
    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

#客户端注册进eureka服务列表内
eureka:
  client:
    service-url:
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka,http://eureka7003.com:7003/eureka
  instance:
    instance-id: micoservicecloud-dept8002 #自定义服务名称信息
    prefer-ip-address: true                #访问路径可以显示IP地址

info:
  app.name: minn-microservicecloud
  company.name: www.minn.com
  build.artifactId: $project.artifactId$
  build.version: $project.version$

3. 创建另外两个数据库clouddb2,clouddb3。各自对应新创建的maven工程。 

DROP DATABASE IF EXISTS clouddb03;

CREATE DATABASE clouddb03 CHARACTER SET UTF8;

USE clouddb03;

CREATE TABLE dept(
  deptno BIGINT NOT NULL PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
  dname VARCHAR(60),
  db_source VARCHAR(60)
);

INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('开发部',DATABASE());
INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('人事部',DATABASE());
INSERT INTO dept(dname,db_source) VALUES('财务部',DATABASE());

4. 依次启动各自的启动类:

micoservicecloud-eureka-7001 ,micoservicecloud-eureka-7002,micoservicecloud-eureka-7003,

micoservicecloud-provider-dept-8001,micoservicecloud-provider-dept-8002,

micoservicecloud-provider-dept-8003,micoservicecloud-consumer-dept-80

5.  分别访问三个服务端页面,可以查到数据

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6.  查看消费端界面

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点击刷新按钮,发现轮询访问三个服务端界面,这就是通过@LoadBalanced

实现负载均衡。

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核心组件IRule

根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务。

RoundRobinRule:轮询

RandomRule:随机

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AvailabilityFilteringRule: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,还有并发的连接数量超过阀值的服务,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,如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试,获取可用的服务。

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BestAvailableRule: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,然后选择一个并发量最小的服务。

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。

自定义

需求:让每个微服务提供方被调用5次,再切换到下一个提供方。

1.  在启动类上加下面信息:

//在启动该微服务的时候能去加载我们自定义Ribbon配置类,从而使配置生效
@RibbonClient(name = "MICOSERVICECLOUD-DEPT",configuration = MySelfRule.class)

2. 创建MySelfRule的类

package com.minn.myrule;

import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class MySelfRule {
    @Bean
    public IRule myRule(){
        return new RandomRule_ZY();
    }
}

 注意:该类不能跟启动类在同一个包或者启动类的子包里,必须在别的包里。

3. 创建RandomRule_ZY类

package com.minn.myrule;

import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import java.util.List;

public class RandomRule_ZY extends AbstractLoadBalancerRule {
    private int total = 0; //总共被调用的次数,目前要求每台被调用5次
    private int currentIndex = 0;//当前提供服务的机器号
    public Server choose(ILoadBalancer lb , Object key){
        if(lb == null){
            return null;
        }
        Server server = null;
        while(server == null){
            if(Thread.interrupted()){
                return null;
            }
            List<Server> upList = lb.getReachableServers();
            List<Server> allList = lb.getAllServers();

            int serverCount = allList.size();
            if(serverCount == 0){
                return null;
            }

            if(total<5){
                server = upList.get(currentIndex);
                total ++;
            }else{
                total = 0;
                currentIndex ++;
                if(currentIndex>=upList.size()){
                    currentIndex = 0;
                }
            }
            if(server == null){
                Thread.yield();
                continue;
            }
            if(server.isAlive()){
                return (server);
            }
            server = null;
            Thread.yield();
        }
        return server;
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {
    }

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        return choose(getLoadBalancer(),key);
    }
}
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