SpringCloud Ribbon负载均衡流程分析

 更新时间:2024年03月30日 12:18:51   作者:浩泽学编程  
在Eureka注册中心中我们在添加完@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,现在一起探索一下负载均衡的原理(Ribbon),感兴趣的朋友一起看看吧

前言

在Eureka注册中心中我们在添加完@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,现在一起探索一下负载均衡的原理(Ribbon)。

一、整体流程

现在我们发出的请求明明是http://userservice/user/8,怎么变成了http://localhost:8081(http://localhost:8082,http://localhost:8083)的呢?

我们理解如下:

  • 现在有俩个服务order-server和user-server,现在我们使用的假设是Eureka注册中心,且order-server内存在远程调用服务user-server(不过我们现在目前都是在一个电脑上运行,不要在意这个远程的说法不贴切)。
  • 在这两个服务启动时会注册信息到Eureka注册中心(现在假设user-server服务有三个相同服务,怎去选择呢,三个服务地址分别是local:8081、local:8082、local:8083都已经注册到注册中心,并且服务名称都是userserver)
  • order-server远程调用userserver服务(http://userservice/user/8),现在会去注册中心拉取user-server的信息,注册中心找到三个服务名为userserver的ip地址并全部返回。
  • order-server用的哪个?这时候就是根据Ribbon负载均衡算法进行选择的,它默认是轮询的规则。
  • 假设首先轮询到的是localhost:8081,就去访问http://localhost:8081。

二、负载均衡原理

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(上篇文章讲过,我们使用RestTemplate实现远程调用),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

源码跟踪

(1)LoadBalancerIntercepor

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://userservice/user/8
  • originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id:userservicethis.loadBalancer.execute():处理服务id和用户请求。

这里的this.loadBalancerLoadBalancerClient类型,我们继续跟入。

(2)LoadBalancerClient
继续跟入execute方法:

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:

显然实现了负载均衡。

(3)负载均衡策略IRule
在刚才的代码中,可以看到获取服务使通过一个getServer方法来做负载均衡:

继续跟入:

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:

我们看看这个rule是谁:

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

这不就是轮询的意思。

小结

SpringCloud Ribbon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:

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userservice
  • DynamicServerListLoadBalancer根据userservice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

三、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:

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

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:

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

2.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 

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:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice

总结

以上就是关于Ribbon负载均衡的讲解。

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