最适合初学者的一篇 Ribbon 教程

Posted 2020-11-26 mrhelloworld

什么是 Ribbon

　　

　　Ribbon 是一个基于 HTTP 和 TCP 的 客服端负载均衡工具，它是基于 Netflix Ribbon 实现的。

　　它不像 Spring Cloud 服务注册中心、配置中心、API 网关那样独立部署，但是它几乎存在于每个 Spring Cloud 微服务中。包括 Feign 提供的声明式服务调用也是基于该 Ribbon 实现的。

　　Ribbon 默认提供很多种负载均衡算法，例如轮询、随机等等。甚至包含自定义的负载均衡算法。

　　

Ribbon 解决了什么问题

　　

　　Ribbon 提供了一套微服务的负载均衡解决方案。

　　

负载均衡不同方案的区别

　　

　　目前业界主流的负载均衡方案可分成两类：

• 集中式负载均衡（服务器负载均衡），即在 consumer 和 provider 之间使用独立的负载均衡设施(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 provider；
• 进程内负载均衡（客户端负载均衡），将负载均衡逻辑集成到 consumer，consumer 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 provider。Ribbon 属于后者，它只是一个类库，集成于 consumer 进程，consumer 通过它来获取 provider 的地址。

　　

集中式负载均衡

　　

　　

进程内负载均衡

　　

　　

Ribbon 负载均衡策略

　　

轮询策略（默认）

　　

　　策略对应类名：RoundRobinRule

　　实现原理：轮询策略表示每次都顺序取下一个 provider，比如一共有 5 个 provider，第 1 次取第 1 个，第 2 次取第 2 个，第 3 次取第 3 个，以此类推。

　　

权重轮询策略

　　

　　策略对应类名：WeightedResponseTimeRule

　　实现原理：

• 根据每个 provider 的响应时间分配一个权重，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。
• 原理：一开始为轮询策略，并开启一个计时器，每 30 秒收集一次每个 provider 的平均响应时间，当信息足够时，给每个 provider 附上一个权重，并按权重随机选择 provider，高权越重的 provider 会被高概率选中。

　　

随机策略

　　

　　策略对应类名：RandomRule

　　实现原理：从 provider 列表中随机选择一个。

　　

最少并发数策略

　　

　　策略对应类名：BestAvailableRule

　　实现原理：选择正在请求中的并发数最小的 provider，除非这个 provider 在熔断中。

　　

重试策略

　　

　　策略对应类名：RetryRule

　　实现原理：其实就是轮询策略的增强版，轮询策略服务不可用时不做处理，重试策略服务不可用时会重新尝试集群中的其他节点。

　　

可用性敏感策略

　　

　　策略对应类名：AvailabilityFilteringRule

　　实现原理：过滤性能差的 provider

• 第一种：过滤掉在 Eureka 中处于一直连接失败的 provider。
• 第二种：过滤掉高并发（繁忙）的 provider。

　　

区域敏感性策略

　　

　　策略对应类名：ZoneAvoidanceRule

　　实现原理：

• 以一个区域为单位考察可用性，对于不可用的区域整个丢弃，从剩下区域中选可用的 provider。
• 如果这个 ip 区域内有一个或多个实例不可达或响应变慢，都会降低该 ip 区域内其他 ip 被选中的权
  重。

　　

Ribbon 入门案例

　　

　　Ribbon 中对于集群的服务采用的负载均衡策略默认是轮询。

　　

创建项目

　　

　　使用学习 Eureka 时的 eureka-demo 项目，在该项目中创建子项目 service-provider02

　　

添加依赖

　　

　　pom.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <groupId>com.example</groupId>
    <artifactId>service-provider02</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <!-- 继承父依赖 -->
    <parent>
        <groupId>com.example</groupId>
        <artifactId>eureka-demo</artifactId>
        <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    </parent>

    <!-- 项目依赖 -->
    <dependencies>
        <!-- netflix eureka client 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
        </dependency>
        <!-- spring boot web 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <!-- lombok 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <scope>provided</scope>
        </dependency>
        <!-- spring boot actuator 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-actuator</artifactId>
        </dependency>

        <!-- spring boot test 依赖 -->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.junit.vintage</groupId>
                    <artifactId>junit-vintage-engine</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
    </dependencies>
  
</project>

　　

配置文件

　　

　　application.yml

server:
  port: 7071 # 端口

spring:
  application:
    name: service-provider # 应用名称(集群下相同)

# 配置 Eureka Server 注册中心
eureka:
  instance:
    prefer-ip-address: true       # 是否使用 ip 地址注册
    instance-id: ${spring.cloud.client.ip-address}:${server.port} # ip:port
  client:
    service-url:                  # 设置服务注册中心地址
      defaultZone: http://root:123456@localhost:8761/eureka/,http://root:123456@localhost:8762/eureka/

# 度量指标监控与健康检查
management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: shutdown         # 开启 shutdown 端点访问
  endpoint:
    shutdown:
      enabled: true               # 开启 shutdown 实现优雅停服

　　

服务及启动类

　　

　　将所有代码复制粘贴一份至 server-provider02，修改启动类名称即可。

　　ServiceProvider02Application.java

package com.example;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication
public class ServiceProvider02Application {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceProvider02Application.class, args);
    }

}

为了更直观的看到负载均衡的效果，我们在 service-consumer 项目中将服务地址打印至控制台。

　　

注册中心

　　

　　运行完整的 Eureka 环境，访问：http://localhost:8761/ 可以看到现在已经有两个服务提供者。

　　

消费服务

　　

　　多次访问：http://localhost:9090/order/1 可以看到默认使用的是轮询策略。

　　

Ribbon 负载均衡策略设置

　　

全局

　　

　　在启动类或配置类中注入负载均衡策略对象。所有服务请求均使用该策略。

@Bean
public RandomRule randomRule() {
    return new RandomRule();
}

　　多次访问：http://localhost:9090/order/1 结果如下：

　　

局部

　　

　　修改配置文件指定服务的负载均衡策略。格式：服务应用名.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName

# 负载均衡策略
# service-provider 为调用的服务的名称
service-provider:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

　　多次访问：http://localhost:9090/order/1 结果如下：

　　

Ribbon 点对点直连

　　

　　点对点直连是指绕过注册中心，直接连接服务提供者获取服务，一般在测试阶段使用比较多。

　　

添加依赖

　　

　　在 pom 文件中引入 Ribbon，需要注意的是如果 pom 中有 Eureka 的依赖，则需要去除 Eureka 的依赖。

<!-- netflix ribbon 依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

　　

配置文件

　　

　　配置文件中关闭 Eureka，添加直连的服务地址。如果不设置负载均衡策略默认使用轮询策略。

# 负载均衡策略
# service-provider 为调用的服务的名称
service-provider:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule
    # 指定具体的 Provider 服务列表，多个用逗号隔开
    listOfServers: http://localhost:7070,http://localhost:7071

# 关闭 Eureka 实现 Ribbon 点对点直连
ribbon:
  eureka:
    enabled: false # false：关闭，true：开启

　　

访问

　　

　　关闭 Eureka 注册中心，服务提供者由于无法连接至注册中心所以会报连接异常。但是服务是可以正常可消费的，所以目前使用的是点对点的方式来进行调用的。

　　多次访问：http://localhost:9090/order/1 结果如下：

　　至此 Ribbon 负载均衡所有的知识点就讲解结束了。

　　

　　大家可以通过 分类 查看更多关于 Spring Cloud 的文章。

　　本文采用 知识共享「署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0 国际」许可协议。

　　

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