Spring Cloud調用Ribbon的步驟

目錄

一、簡(jiǎn)介

1. 是什么

• Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon實(shí)現的一套客戶(hù)端負載均衡的工具。
• 簡(jiǎn)單的說(shuō)，Ribbon是Netflix發(fā)布的開(kāi)源項目，主要功能是提供客戶(hù)端的軟件負載均衡算法和服務(wù)調用。
• 目前已進(jìn)入維護狀態(tài)，以后可以通過(guò)Open Feign作為替代方案
• 負載均衡+RestTemplate，實(shí)現負載均衡調用

2. 負載均衡

• 負載均衡（Load Balance，LB），即將用戶(hù)的請求平攤到多個(gè)服務(wù)上，從而達到系統的高可用（HA）
• 負載均衡分為兩種方案：集中式LB、進(jìn)程內LB
  

2.1 集中式LB

• 即服務(wù)方和消費方之間使用獨立的LB設施，由該設備負責把訪(fǎng)問(wèn)請求通過(guò)某種策略轉發(fā)至服務(wù)提供方。
• 比如說(shuō)Nginx、Gateway、zuul等
  

2.2 進(jìn)程內LB

• 負載均衡的算法集成到消費方，消費方在注冊中心中獲取可用地址，然后通過(guò)LB算法選擇出一個(gè)合適的服務(wù)器。
• Ribbon就屬于進(jìn)程內LB，它只是一個(gè)類(lèi)庫，集成于消費方進(jìn)程，消費方通過(guò)它來(lái)獲取到服務(wù)方提供的地址。

二、實(shí)驗

Ribbon集成在spring-cloud-starter-netflix-eureka-client中，可以參考。在此基礎上簡(jiǎn)單修改一下，就可以完成服務(wù)調用及負載均衡

1. RestTemplate

• 通過(guò)RestTemplate，可以實(shí)現HttpClient的功能，只需要給它提供一個(gè)url及返回類(lèi)型，即可實(shí)現遠程方法調用。
  

1.1 加入到IOC容器

首先，將其加入到IOC容器中。@LoadBalanced表示開(kāi)啟負載均衡。

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {
  @Bean
  @LoadBalanced
  public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
  }
}

1.2 RestTemplate 遠程調用

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/order")
public class OrderController {
  @Autowired
  RestTemplate restTemplate;  // 在ioc容器中獲取
  @Value("${payment.url}")
  String paymentUrl;  // 遠程調用的URL，保存在配置文件中，解耦

  @GetMapping("/payment/get/{id}")
  public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id) {
    CommonResult<Payment> result = restTemplate.getForObject(paymentUrl + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);  // get方法調用，并且返回封裝成 CommonResult 類(lèi)型
    log.info("Order 查詢(xún) Payment，id：" + id);
    return result;
  }
}

也可以使用getForEntity()方法，獲取整個(gè)響應，自己在響應中獲取想要的內容。

  @GetMapping("/payment/getEntity/{id}")
  public CommonResult<Payment> getPaymentEntityById(@PathVariable("id") Long id) {
    ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(paymentUrl + "/payment/get/" + id, CommonResult.class);
    log.info("獲取到的信息是：" + entity.toString());
    log.info("獲取到的StatusCode是：" + entity.getStatusCode());
    log.info("獲取到的StatusCodeValue是：" + entity.getStatusCodeValue());
    log.info("獲取到的Headers是：" + entity.getHeaders());

    if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
      log.info("查詢(xún)成功：" + id);
      return entity.getBody();
    } else {
      log.info("查詢(xún)失?。? + id);
      return new CommonResult<>(CommonResult.FAIlURE, "查詢(xún)失敗");
    }
  }

如果使用post方法，就將get改成post就好了。

1.3 配置文件

url，可以寫(xiě)具體的地址，表示直接調用該地址；也可以寫(xiě)在eureka的服務(wù)名，首先在eureka中獲取該服務(wù)的所有地址，再通過(guò)LB選擇一個(gè)。

payment:
  url: "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE"

2. LoadBalancer

上面通過(guò)@LoadBalanced開(kāi)啟了負載均衡。默認使用輪詢(xún)算法，也可以修改成其他算法。

2.1 修改負載均衡算法

如果想讓該算法只針對某個(gè)服務(wù)，則不能將其放在ComponentScan夠得到的地方，否則會(huì )修改所有服務(wù)的負載均衡算法。因此，最好在外面再新建一個(gè)package，用來(lái)放這個(gè)LB

@Configuration
public class MyRule {
  @Bean
  public IRule rule() {
    return new RandomRule();
  }
}

在主啟動(dòng)類(lèi)上，標識一下服務(wù)與算法直接的映射關(guān)系

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE", configuration = MyRule.class)
public class OrderApplication80 {
  public static void main(String[] args) {
    SpringApplication.run(OrderApplication80.class, args);
  }
}

如果嫌這種方法麻煩，也可以使用配置文件的方法

CLOUD-PAYMENT-SERVICE:  # 服務(wù)名稱(chēng)
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule  # 算法選擇

3. 負載均衡算法源碼

以默認的RoundRobinRule作為閱讀的源碼，其他的源碼基本上很類(lèi)似，只是修改的選擇服務(wù)器的代碼。

• RoundRobinRule父類(lèi)為AbstractLoadBalancerRule，AbstractLoadBalancerRule實(shí)現了接口IRule
  

3.1 IRule

public interface IRule {
  Server choose(Object var1);  // 選擇服務(wù)器，最重要的方法

  void setLoadBalancer(ILoadBalancer var1);

  ILoadBalancer getLoadBalancer();
}

3.2 AbstractLoadBalancerRule

基本沒(méi)什么作用，只是將公共的部分提取了出來(lái)進(jìn)行實(shí)現。

public abstract class AbstractLoadBalancerRule implements IRule, IClientConfigAware {
  private ILoadBalancer lb;  // ILoadBalancer接口，主要的功能就是獲取當前服務(wù)器的狀態(tài)、數量等，為負載均衡算法提供計算的參數

  public AbstractLoadBalancerRule() {
  }

  public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {
    this.lb = lb;
  }

  public ILoadBalancer getLoadBalancer() {
    return this.lb;
  }
}

3.3 RoundRobinRule

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)一個(gè)計數器，實(shí)現了輪詢(xún)

public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule {
  private AtomicInteger nextServerCyclicCounter;  // 原子類(lèi)，用來(lái)保存一個(gè)計數，記錄現在輪詢(xún)到哪了
  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);  // 初始化
  }

  public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) {  // 設置LoadBalancer
    this();
    this.setLoadBalancer(lb);
  }

  public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {  // 最重要的方法，選擇服務(wù)器并返回
  // 下面貼出來(lái)
  }
 
  private int incrementAndGetModulo(int modulo) {  // 對計數器進(jìn)行修改，并返回一個(gè)選擇值，是輪詢(xún)算法的實(shí)現
  // 下面貼出來(lái)
  }

  public Server choose(Object key) {   // 接口的方法，在該類(lèi)中調用了另一個(gè)方法實(shí)現
    return this.choose(this.getLoadBalancer(), key);
  }

  public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {}
}

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，該方法就是根據目前的狀態(tài)，選擇一個(gè)服務(wù)器返回。

public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
    if (lb == null) {  // 如果沒(méi)有LoadBalancer，那就不白費功夫了
      log.warn("no load balancer");
      return null;
    } else {
      Server server = null;
      int count = 0;

      while(true) {  
        if (server == null && count++ < 10) {  // 嘗試十次，如果還找不到server就放棄了
          List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();  // 通過(guò)LB獲取目前所有可獲取的服務(wù)器
          List<Server> allServers = lb.getAllServers();  // 獲取實(shí)際上的所有服務(wù)器
          int upCount = reachableServers.size();  // 獲取目前可獲得的服務(wù)器數量
          int serverCount = allServers.size();  // 所有服務(wù)器的數量，這是取余的除數
          if (upCount != 0 && serverCount != 0) {  // 如果目前有服務(wù)器且服務(wù)器可用
            int nextServerIndex = this.incrementAndGetModulo(serverCount);  // 最關(guān)鍵的選擇算法，將目前的的服務(wù)器數量放進(jìn)去，返回一個(gè)選擇的號碼
            server = (Server)allServers.get(nextServerIndex);   // 根據下標將服務(wù)器取出來(lái)
            if (server == null) {  // 如果取出來(lái)為空，表示目前不可用，則進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)
              Thread.yield(); 
            } else {
              if (server.isAlive() && server.isReadyToServe()) {  // 如果該服務(wù)器活著(zhù)且可以被使用，則直接將其返回
                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;
      }
    }
  }

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將目前的計數器+1取余，獲取一個(gè)下標，并返回。為了避免高并發(fā)的危險，采用CAS的方法進(jìn)行設置。

  private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
    int current;
    int next;
    do {
      current = this.nextServerCyclicCounter.get();  // 獲取當前值
      next = (current + 1) % modulo;  // +1取余
    } while(!this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next));  // CAS，如果成功就返回，失敗就再來(lái)

    return next;
  }

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