Spring Cloud - 远程调用和负载均衡

Posted 2020-12-19

这是本公众号的第 9 篇原创文章

负载均衡

使用微服务后，为了能够承担高并发的压力，同一个服务可能会启动多个实例。这时候消费者就需要负载均衡，把请求分散到各个实例。负载均衡主要有两种设计：

• 服务端负载均衡
• 客户端负载均衡

对于传统的分布式服务来说，大多使用服务端负载均衡。一般会使用nginx或者ELB等工具作为负载均衡器，如下图：

传统负载均衡

而在Spring Cloud中，使用的是「客户端负载均衡」的方式，使用「Ribbon」组件来实现客户端的负载均衡。只要引入了微服务注册中心依赖，就会自动引入Ribbon依赖。客户端负载均衡原理如下图：

客户端负载均衡

Ribbon的原理

Ribbon利用了RestTemplate的拦截器（接口是ClientHttpRequestInterceptor）机制，在拦截器中实现的负载均衡。负载均衡的基本实现就是利用从「服务注册中心」获取可用的服务地址列表，然后通过一定算法负载，决定使用哪一个服务地址来进行HTTP调用。

详情可以查看LoadBalancerInterceptor这个类，位于org.springframework.cloud.client.loadbalancer包下。

使用Ribbon

首先定义一下生产者「service-user」，我这里使用容器启动了多个生产者实例，每个实例具有不同的id，我的示例代码里面启动了两个实例：

service-user-1
service-user-2

代码：

@RestController
@RequestMapping
public class HelloController {

    @Value("${spring.cloud.consul.discovery.instanceId}")
    private String instanceId;

    @GetMapping("hello")
    public String hello() {
        return String.format("hello, this is %s", instanceId);
    }
}

然后对于消费者「service-order」，可以使用Java声明式注解的方式来使用Ribbon，只需要在消费者给RestTemplate类型的Bean配上一个@LoadBalanced就可以了。然后再配置一下负载均衡策略：

@Configuration
public class RibbonConfig {

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate ribbonRestTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        return new RandomRule(); // 随机负载均衡
    }
}

然后就可以直接使用自动注入的RestTemplate类型的Bean了：

@RestController
@RequestMapping
public class HelloController {

    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/ribbon/service-user")
    public String ribbonService(){
        return restTemplate.getForObject("http://service-user/hello", String.class);
    }
}

这个时候访问消费者的/ribbon/service-user，刷新几次，就会看到下面两个随机的响应：

hello, this is service-user-2
hello, this is service-user-1

负载均衡策略

查看IRule接口的实现类，可以看到Ribbon的所有负载均衡策略，查看各实现类顶部的注释可以看到它的具体策略：

负载均衡器

• RandomRule：随机选择；
• RoundRobinRule：轮询；
• WeightedResponseTimeRule：根据每个服务的响应时间设置权重，响应时间越长，所占权重越少；
• AvailabilityFilteringRule：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）；
• ZoneAvoidanceRule：使用CompositePredicate根据区域和可用性过滤服务器的规则；
• BestAvailableRule：选择一个最小的并发请求的server；
• RetryRule：在现有的策略基础上，添加重试机制，因为IRule支持「级联」。

• 远程调用

Spring Cloud提供了OpenFeign组件（以前叫Feign）来进行远程的HTTP调用。它是对RestTemplate的一个封装。

Feign是一个声明式Web Service客户端。使用Feign能让编写Web Service客户端更加简单。Spring Cloud对Feign进行了封装，使其支持了Spring MVC标准注解和HttpMessageConverters。Feign可以与微服务注册中心和Ribbon组合使用以支持负载均衡。

使用OpenFeign

第一步，引入依赖：

implementation ‘org.springframework.cloud:spring-cloud-starter-openfeign‘

第二步，启动配置，在启动类上添加@EnableFeignClients注解：

@SpringBootApplicationbr/>@EnableFeignClients
public class ServiceOrderApplication {

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

}

第三步：声明调用接口，我这里案例是service-order调用service-user的/hello接口，这里的注解就跟Spring MVC的注解一致：

注意Feign在做POST请求的时候有一个小坑，详情参考：SpringCloud Feign Post表单请求。

@FeignClient("service-user")
public interface UserClient {
    @GetMapping("hello")
    String getUserHello();
}

第四步：使用，注解使用@Autowired注解注入就可以了：

@RestController
@RequestMapping
public class HelloController {

    @Autowired
    UserClient userClient;

    @GetMapping("hello")
    public String hello() {
        return "hello, this is order service";
    }

    @GetMapping("userHello")
    public String user() {
        return userClient.getUserHello() + ", this is order-service";
    }
}

是不是看起来非常简单？

OpenFeign集成Ribbon
前面我们提到，OpenFeign底层是对RestTemplate的一个封装，而Ribbon是通过给RestTemplate添加过滤器来实现的，所以OpenFeign天生就自动集成了Ribbon，我们不需要任何额外的配置。

在上述代码中，启动后，可以访问service-order的/userHello端口，不断刷新，发现已经实现了负载均衡。

点击“阅读原文”查看源码地址。

关于作者
微信公众号：编了个程(blgcheng)
个人网站：https://yasinshaw.com
笔名Yasin，一个有深度，有态度，有温度的程序员。工作之余分享编程技术和生活，如果喜欢我的文章，可以顺手关注一下公众号，也欢迎转发分享给你的朋友~

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