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Ribbon负载均衡

卑微幻想家
2021-12-31 / 0 评论 / 0 点赞 / 206 阅读 / 2,394 字 / 正在检测是否收录...
温馨提示:
本文最后更新于 2022-03-24,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

我们添加了 @LoadBalanced 注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?

SpringCloud 底层提供了一个名为 Ribbon 的组件,来实现负载均衡功能。

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源码跟踪

为什么我们只输入了 service 名称就可以访问了呢?为什么不需要获取ip和端口,这显然有人帮我们根据 service 名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor,这个类会在对 RestTemplate 的请求进行拦截,然后从 Eureka 根据服务 id 获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务 id。

我们进行源码跟踪:

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这里的 intercept() 方法,拦截了用户的 HttpRequest 请求,然后做了几件事:

  • request.getURI():获取请求uri,即 http://user-service/user/8
  • originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id user-service
  • this.loadBalancer.execute():处理服务id,和用户请求

这里的 this.loadBalancerLoadBalancerClient 类型

继续跟入 execute() 方法:

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  • getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取 ILoadBalancer,而 ILoadBalancer 会拿着服务 id 去 eureka 中获取服务列表。
  • getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。在图中可以看到获取了8082端口的服务

可以看到获取服务时,通过一个 getServer() 方法来做负载均衡:

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我们继续跟入:

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继续跟踪源码 chooseServer() 方法,发现这么一段代码:

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我们看看这个 rule 是谁:

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这里的 rule 默认值是一个 RoundRobinRule ,看类的介绍:

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负载均衡默认使用了轮训算法,当然我们也可以自定义。

流程总结

SpringCloud Ribbon 底层采用了一个拦截器,拦截了 RestTemplate 发出的请求,对地址做了修改。

基本流程如下:

  • 拦截我们的 RestTemplate 请求 http://userservice/user/1
  • RibbonLoadBalancerClient 会从请求url中获取服务名称,也就是 user-service
  • DynamicServerListLoadBalancer 根据 user-service 到 eureka 拉取服务列表
  • eureka 返回列表,localhost:8081、localhost:8082
  • IRule 利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如 localhost:8081
  • RibbonLoadBalancerClient 修改请求地址,用 localhost:8081 替代 userservice,得到 http://localhost:8081/user/1,发起真实请求

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负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在 IRule 接口中,而 IRule 有很多不同的实现类:

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不同规则的含义如下:

内置负载均衡规则类规则描述
RoundRobinRule简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule对以下两种服务器进行忽略:(1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule 规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端设置。
WeightedResponseTimeRule为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。
RandomRule随机选择一个可用的服务器。
RetryRule重试机制的选择逻辑

默认的实现就是 ZoneAvoidanceRule是一种轮询方案

自定义策略

通过定义 IRule 实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:

  1. 代码方式在 order-service 中的 OrderApplication 类中,定义一个新的 IRule:

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  1. 配置文件方式:在 order-service 的 application.yml 文件中,添加新的配置也可以修改规则:
userservice: # 给需要调用的微服务配置负载均衡规则,orderservice服务去调用userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则 

注意:一般用默认的负载均衡规则,不做修改。

饥饿加载

当我们启动 orderservice,第一次访问时,时间消耗会大很多,这是因为 Ribbon 懒加载的机制。

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Ribbon 默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建 LoadBalanceClient,拉取集群地址,所以请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建 LoadBalanceClient,降低第一次访问的耗时,通过下面配置开启饥饿加载:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice # 项目启动时直接去拉取userservice的集群,多个用","隔开
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