Ribbon负载均衡

Ribbon负载均衡

在Eureka服务拉取中，通过添加@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，这是什么原理呢？

1. 负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件，来实现负载均衡功能的。

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2. LoadBalancerInterceptor

还有我们发出的请求明明是http://userservice/user/1，但为什么变成了http://localhost:8081的呢？为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢？之前还要获取ip和端口。

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。

2.1 LoadBalancerIntercepor

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可以看到这里的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，本例中就是 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.loadBalancer是LoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

2.2 LoadBalancerClient

继续跟入execute方法：

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代码是这样的：

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

放行后，再次访问并跟踪，发现获取的是8081：

1525620835911

果然实现了负载均衡。

3. 负载均衡策略IRule

在上面的代码分析中，可以看到获取服务是通过一个getServer方法来做负载均衡:

1525620835911

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：

1525622699666

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule，看类的介绍：

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通过阅读介绍，我们了解到这就是轮询的意思。到这里，整个负载均衡的流程我们就清楚了。

4. Ribbon负载均衡流程

SpringCloudRibbon的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。用一幅图来总结一下：

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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。

5. 负载均衡策略

5.1 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，可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。
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

5.2 自定义负载均衡策略

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

[!tip]

通过定义一个新的IRule实现的服务是全局服务，只要是在order-service中调用的微服务都使用修改后的负载均衡规则。

  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：
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userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

[!tip]

使用配置文件自定义负载均衡策略只针对某个微服务。

注意，一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

6. 饥饿加载

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

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

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ribbon:
  eager-load:
    enabled: true #开启饥饿加载
    clients: userservice  #指定对userservice这个服务开启饥饿加载