Spring cloud alibaba--Ribbon负载均衡

Spring cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端提供一系列完善的配置，如超时、重试等。通过Load Balancer获取到服务器提供的所有机器实例，Ribbon会自动基于某种规则（轮询、随机）去调用这些服务。Ribbon也可以实现自己的负载均衡算法。

1.1客户端的负载均衡

例如spring cloud中的Ribbon，客户端会有一个服务器地址列表，在发送请求前通过负载均衡算法选择一个服务器，然后进行访问，这是客户端负载均衡，即在客户端进行负载均衡算法分配。

1.2服务器端的负载均衡

例如通过Nginx进行负载均衡，先发送请求，然后通过负载均衡算法，在多个服务器之间选择一个进行访问；即在服务器端进行负载均衡算法分配。

1.3常见负载均衡算法

（1）随机：通过随机选择服务进行执行，一般这种方法使用较少

（2）轮询：负载均衡默认实现方式，请求来之后排队处理

（3）加权轮询：通过对服务器性能的分型，给高配置、低负载的服务器分配更高的权重，均衡各个服务器的压力

（4）地址Hash,通过客户端地址请求地址的hash值取模映射进行调度，

（5）最小链接数：即使请求均衡了，压力不一定会均衡，最小链接数法就是根据服务器的情况，例如请求积压数的参数，将请求分配到当前压力最小的服务器上

2.Nacos使用Ribbon

（1）Nacos disconvery中默认已经引入了Ribbon，不需要单独引入

（2）添加@LoadBalanced注解

（3）调用的时候使用服务器名称替代ip+端口，即使用默认轮询的负载均衡方式

3.Ribbon负载均衡策略

3.1常用负载均衡描述

①RandomRule：随机选择一个服务实例

②RoundRobinRule：轮询负载均衡策略

③RetryTule：在轮询的基础上进行重试，一直重试的次数由服务连接的超时时间控制

④WeightedResponseTimeRule：一个服务的平均响应时间越短，则权重越大，那么改实例被选中执行任务的概率也越大

⑤BestAvaliableRule：过滤掉失效的服务实例，顺便找出并发最小的服务实例来使用

⑥ZoneAvoidanceRule：判断所在的区域，选择最近的服务调用

⑦NacosRule：按随机与配置的权重进行选择服务器

3.2修改默认的负载均衡策略--配置类的方式

①赋值一份消费端项目OrderNacos，重命名为OrderRibbon

删除OrderRibbon中原先的OrderNacos.iml文件

修改OrderRibbon的pom.xml的ArtifactId值

把新添加的OrderRibbon添加到父项目的pom.xml的module中

刷新maven项目

②创建RibbonConfig配置类

使用@Configuration标识是配置类，使用@Bean注入到spring容器中，方法名必须叫iRule，否则无效。


/**
 * 重写负载均衡配置类
 */
@Configuration
public class RibbonConfig {


    //方法名一定要叫iRule
    @Bean
    public IRule iRule(){
        return new RandomRule();
    }
}

****注意此配置类不能放在@SpringBootApplication的注解@CompentScan扫描得到的地方，否则自定义的配置类就会被所有的RibbonClients共享，

springboot启动类，没有配置扫描范围的话，默认扫描到与启动类OrderApplication同目录级别的文件，此处为qingyun包下的文件都会被扫描到。

配置的目录如下：

③在启动类中使用注解@RibbonClients加入配置的自定义负载均衡器，value里面可以配置多个负载均衡器，是个数组类型的值；调用服务创建的RestTemplate使用@LoadBalanced进行修饰。

④启动消费者，两个不同端口的服务提供者，通过页面访问，查看负载均衡机制由之前默认的改为轮询的方式

3.3修改默认的负载均衡策略--配置文件的方式

使用配置文件的方式设定负载均衡方式，具体到某个服务，格式：服务名.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName=服务方式

stock-service.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName=com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

在nacos管理界面配置服务器的权重，权重越大，被选中的概率越大。

也可以在项目配置文件中设置

#设置服务的权重
spring.cloud.nacos.discovery.weight=4

3.4自定义负载均衡策略

（1）定义一个类继承AbstractLoadBalancerRule，重写choose方法

/**
 * 自定义负载均衡策略
 */
public class CustomRule extends AbstractLoadBalancerRule {


    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

    }

    @Override
    public Server choose(Object o) {
        ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer();

        //获取当前请求的实例集合
        List<Server> reachableServers = loadBalancer.getReachableServers();

        //使用线程安全生成一个随机数
        int i = ThreadLocalRandom.current().nextInt(reachableServers.size());

        //获取服务
        Server server = reachableServers.get(i);


        return server;
    }
}

（2）在application.properties中添加配置信息，指向自定义的配置类

stock-service.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName=com.rule.CustomRule

（3）开启ribbon饥饿加载

当没有任何配置的情况下，第一次请求服务时，才会请求加载对应的服务实例

可以在配置文件application.properties中配置饥饿加载

#开启ribbon饥饿加载
ribbon.eager-load.enabled=true
#饥饿加载是服务，多个使用逗号隔开
ribbon.eager-load.clients=stock-service

启动项目的时候，加载配置服务使用的负载均衡策略

4.使用spring cloud loadbalancer替代ribbon

（1）在pom.xml中引入nacos-discovery时，去除ribbon，此时项目依赖的包里面已经移除ribbon

（2）pom.xml中添加loadbalancer依赖，前提是项目中已经引入了spring cloud依赖（父maven已经引入）

  <!-- 添加loadbalancer依赖-->
  <dependency>
     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
     <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
  </dependency>

（3）创建RestTemplate时，需要加@LoadBalanced

    //程序启动时创建RestTemplate
    //使用注解LoadBalanced标识负载均衡，默认轮询的方式
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(RestTemplateBuilder builder){
        RestTemplate build = builder.build();
        return build;
    }

（4）application.properties中禁用ribbon

#禁用ribbon
spring.cloud.loadbalancer.ribbon.enabled=false

（5）若是想自定义loadbalancer，与自定义ribbon类似的方式，使用@LoadBalancerClients配置到springboot启动类中

5.ribbon实现原理

ribbon实现的关键点是为ribbon定制的RestTemplate，ribbon利用了RestTemplate的拦截器机制，在拦截器中实现ribbon的负载均衡。负载均衡的基本实现就是利用applicationName从服务注册中心获取可用的服务地址列表，然后通过一定算法负载，决定使用哪一个服务地址来进行http调用。