微服务SpringCloud Alibaba ------（五）微服务负载均衡器

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1. 什么是Ribbon

目前主流的负载方案分为以下两种:

集中式负载均衡，在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载，有硬件的(比如F5)，也有软件的(比如Nginx)
客户端根据自己的请求情况做负载均衡，Ribbon就属于客户端自己做负载均衡。

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置，如超时，重试等。通过Load Balancer获取到服务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也可以实现我们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端列表，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，这是客户端的负载均衡；即在客户端就进行负载均衡算法分配
在这里插入图片描述

1.2. 服务端的负载均衡

例如Nginx，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；即在服务端再进行负载均衡算法分配。
在这里插入图片描述

1.3. 常见的负载均衡算法

随机。通过随机选择服务器执行，这种方法并不常用；
轮询。负载均衡默认使用方式，请求来之后排队处理；
加权轮询。通过对服务器的性能的分型，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；
地址Hash。通过客户端请求的Hash值取模映射进行服务器调度； ip -->Hash
最小连接数。即使请求均衡了，压力不一定会均衡，最小连接算法就是根据服务器的情况，比如请求积压数等参数，将请求分配到当前压力最小的服务器上。

2. Nacos使用Ribbon

nacos-discovery依赖了Ribbon，可以不再引入依赖。

2.1. 添加@LoadBalanced注解

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

3. Ribbon负载均衡策略

在这里插入图片描述

IRule
这是所有负载均衡策略的父接口，里边的核心方法就是choose方法。用来选择一个服务实例。
AbstractLoadBalancerRule
AbstractL oadBalancerRule是一个抽象类。里边主要定义了一个ILoadBalancer。就是我们上文所说的负载均衡器。这里定义它的目的主要是辅助负责均衡策略选取合适的服务端实例。

RandomRule
看名字就知道，这种负载均衡策略就是随机选择一个服务实例，看源码我们知道，在RandomRule的无参构造方法中初始化了一个Random对象，然后在它重写的choose方法又调用了choose（ILoadBalancer lb。 Object key）这个重载的choose方法，在这个重载的choose方法中，每次利用random对象生成一个不大于服务实例总数的随机数。并将该数作为下标所以获取个服务实例。
RoundRobinRule
RoundRobinRule这种负载均衡策略叫做线性轮询负载均衡策略。这个类的choose（ILoadBalancer lb。 Object key ）函数整体逻辑是这样的：开启一个计数器count。在while循环中遍历服务清单。获取清单之前先通过incrementAndGetModulo方法获取-个下标，这个下标是一个不断自增长的数先加1然后和服务清单总数取模之后获取到的（所以这个下标从来不会越界），拿着下标再去服务清单列表中取服务，每次循环计数器都会加1。如果连续10次都没有取到服务。则会报一个警告No available alive servers after 10 tries from load balancer: XXXX。
RetryRule （在轮询的基础上进行重试）
看名字就知道这种负载均衡策略带有重试功能。首先RetryRule中又定义了一个subRule，它的实现类是RoundRobinRule。然后在RetryRule的choose（ILoadBalancer lb。 Object key）方法中，每次还是采用RoundRobinRule中的choose规则来选择一个服务实例，如果选到的实例正常就返回，如果选择的服务实例为nul或者已经失效。则在失效时间deadline之前不断的进行重试（重试时获取服务的策略还是RoundRobinRule中定义的策略），如果超过了deadline还是没取到则会返回一个null。
WeightedResponseTimeRule （权重一 nacos的NacosRule，Nacos还扩展了一个自己的基于配置的权重扩展）
WeightedResponseTimeRule是RoundRobinRule的一个子类，在WeightedResponseTimeRule中对RoundRobinRule的功能进行了扩展，WeightedResponseTimeRule中会根据每一个实例的运行情况来给计算出该实例的一个权重。然后在挑选实例的时候则根据权重进行挑选。这样能够实现更优的实例调用。WeightedResponseTimeRule中有一个名叫DynamicServerWeightTask的定时任务，默认情况下每隔30秒会计算一次各个服务实例的权重，权重的计算规则也很简单，如果一个服务的平均响应时间越短则权重越大，那么该服务实例被选中执行任务的概率也就越大。
ClientConfigEnabledRoundRobinRule
ClientConfigEnabledRoundRobinRule选择策略的实现很简单，内部定义了RoundRobinRule。 choose方法还是采用了RoundRobinRule的choose方法。所以它的选择策略和RoundRobinRule的选择策略一致。
BestAvailableRule
BestAvailableRule继承自ClientConfigEnabledRoundRobinRule。它在ClientConfigEnabledRoundRobinRule的基础上主要增加了根据loadBalancerStats中保存的服务实例的状态信息来过滤掉失效的服务实例的功能，然后顺便找出并发请求最小的服务实例来使用。然而loadBalancerStats有可能为null。如果loadBalancerStats为null。则BestAvailableRule将采用它的父类即ClientConfigEnabledRoundRobinRule的服务选取策略（线性轮询）。
ZoneAvoidanceRule （默认规则，复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器。）
ZoneAvoidanceRule是PredicateBasedRule的一个实现类，只不过这里多一个过滤条件，ZoneAvoidanceRule中的过滤条件是以ZoneAvoidancePredicate为主过滤条件和以AvailabilityPredicate为次过滤条件组成的一个叫做CompositePredicate的组合过滤条件。过滤成功之后。继续采用线性轮询（RoundRobinRule）的方式从过滤结果中选择一个出来。
AvailabilityFilteringRule （先过滤掉故障实例。再选择并发较小的实例）
过滤掉一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端Server。并过滤掉那些高并发的后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。

3.1. 修改默认负载均衡策略

配置类
注意：此处有坑。不能写在@SpringbootApplication注解的@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。不建议这么使用，推荐yml方式。


import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import com.netflix.loadbalancer.RandomRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

/**
 * ribbon随机算法负载均衡
 * @Author Xxx
 * @Date 2021/11/20 17:10
 */
@Configuration
public class RibbonRandomRuleConfig {
    
    

    // 方法名一定要叫iRole
    @Bean
    public IRule iRule(){
    
    
    	// 返回一个IRule实现类
        return new RandomRule();
    }
}

启动类加上注解

// 配置多个RibbonClient，RibbonConfig类不能被@ComponentScan扫描到，否则就是全局配置的效果
@RibbonClients(value = {
    
    
        //为服务定制Ribbon负载均衡策略
        @RibbonClient(name = "服务名称",configuration = 负载均衡配置类.class)
})

服务名称:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: xxx.xx.xxConfig(负载均衡配置类全路径)

4.Ribbon饥饿加载

yml配置

ribbon:
  eager-load:
    # 开启ribbon饥饿加载。默认为false懒汉加载，该情况下在第一次访问时才会获取服务列表
    enabled: true
    # 配置需要饥饿加载的服务，多个使用逗号分隔
    clients: 服务名称a

5. 什么是Spring Cloud LoadBalancer

Spring Cloud LoadBalancer是Spring Cloud官方自己提供的客F端负载均衡器，用来替代Ribbon。
Spring官方提供了两种负载均衡的客户端:
RestTemplate
RestTemplate是Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，RestTemplate提供了多种便捷访问远程Http服务的方法，能够大大提高客户端的编写效率。默认情况下，RestTemplate默认依赖jdk的HTTP连接工具。
WebClient
WebClient是从Spring WebFlux 5.0版本开始提供的一个非阻塞的基于响应式编程的进行Http请求的客户端工具。它的响应式编程的基于Reactor的。WebClient中提供了标准Http请求方式对应的get、post、 put、 delete等方法，可以用来发起相应的请求。

6. 使用LooadBalancer替换Ribbon

6.1. 第一步

排除ribbon依赖，添加loadbalancer依赖

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

<!--提供了RestTemplate支持-->
<dependency>
	<groupId>org.springframework.boot</groupId>
	<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<!--nacos服务注册与发现移除ribbon支持-->
<dependency>
	<groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
	<exclusions>
		<exclusion>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
		</exclusion>
	</exclusions>
</dependency>

6.2. 第二步

修改application.yml文件

spring:
	cloud:
		loadbalancer:
			ribbon:
				enabled: false