【微服务】Ribbon实现远程调用和负载均衡

1.什么是负载均衡

2.自定义负载均衡

3.基于Ribbon实现负载均衡

Ribbon⽀持的负载均衡策略

4.负载均衡原理

源码跟踪

LoadBalancerIntercepor

LoadBalancerClient

5.负载均衡策略IRule

总结

1.什么是负载均衡

通俗的讲，负载均衡就是将负载（⼯作任务，访问请求）进⾏分摊到多个操作单元（服务器, 组件）上进⾏执⾏。

Ribbon负载均衡器就是接收客户端的发送的一个请求通过 负载均衡算法分配给一个后端服务器（已经使用集群部署的服务器）进行处理，达到 负载均衡的效果，避免所有的请求都发送给同一个服务器导致挂掉。

2.自定义负载均衡

1. 通过idea按照下面操作，输入-Dserver.port=8082

再进行启动⼀个 shop-product 微服务。

2. 通过 nacos 查看微服务的启动情况

3. 修改 OrderServiceImpl 的代码，使用代码Random实现负载均衡

import cn.wolfcode.dao.OrderDao;
import cn.wolfcode.domain.Product;
import cn.wolfcode.service.OrderService;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import java.util.List;
import java.util.Random;

@Service
@Slf4j
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Autowired
    private OrderDao orderDao;
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    public Order createOrder(Long productId, Long userId) {
        log.info("接收到{}号商品的下单请求,接下来调⽤商品微服务查询此商品信息",
                productId);
        //从nacos中获取服务地址
        //⾃定义规则实现随机挑选服务
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.
                getInstances("product-service");
        int index = new Random().nextInt(instances.size());
        ServiceInstance instance = instances.get(index);
        String url = instance.getHost() + ":" + instance.getPort();
        log.info(">>从nacos中获取到的微服务地址为:" + url);
        //远程调⽤商品微服务,查询商品信息
        Product product = restTemplate.getForObject(
                "http://" + url + "/product/" + productId, Product.class);
        log.info("查询到{}号商品的信息,内容是:{}", productId,
                JSON.toJSONString(product));
        //创建订单并保存
        Order order = new Order();
        order.setUid(userId);
        order.setUsername("mxin5");
        order.setPid(productId);
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        orderDao.save(order);
        log.info("创建订单成功,订单信息为{}", JSON.toJSONString(order));
        return order;
    }
}

4. 启动两个服务提供者和⼀个服务消费者，多访问⼏次消费者测试效果

3.基于Ribbon实现负载均衡

Ribbon 是 Spring Cloud 的⼀个组件，它可以让我们使⽤⼀个注解就能轻松的搞定负载均衡

1. 在 RestTemplate 的⽣成⽅法上添加 @LoadBalanced 注解

/**
     * @LoadBalanced就可以实现负载均衡，原理就是一个标记，标记Resttemplate发出的请求要被我们的Ribbon进行拦截和处理
     * */
    @LoadBalanced
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

2. 修改 OrderServiceImpl服务调⽤的⽅法

import cn.wolfcode.dao.OrderDao;
import cn.wolfcode.domain.Product;
import cn.wolfcode.service.OrderService;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Service
@Slf4j
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    @Autowired
    private OrderDao orderDao;
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Override
    public Order createOrder(Long productId, Long userId) {
        log.info("接收到{}号商品的下单请求,接下来调⽤商品微服务查询此商品信息",
                productId);
        //远程调⽤商品微服务,查询商品信息
        Product product = restTemplate.getForObject(
                "http://product-service/product/" + productId, Product.class);
        log.info("查询到{}号商品的信息,内容是:{}", productId,
                JSON.toJSONString(product));
        //创建订单并保存
        Order order = new Order();
        order.setUid(userId);
        order.setUsername("叩丁狼教育");
        order.setPid(productId);
        order.setPname(product.getPname());
        order.setPprice(product.getPprice());
        order.setNumber(1);
        orderDao.save(order);
        log.info("创建订单成功,订单信息为{}", JSON.toJSONString(order));
        return order;
    }
}

3. 为了更直观看到请求是进⾏负载均衡了，我们修改⼀下 ProductController 代码

package cn.wolfcode.controller;

import cn.wolfcode.domain.Product;
import cn.wolfcode.service.ProductService;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

//RestController=Controller+ReseponseBody
@RestController
@Slf4j // 日志
public class ProductController {
    // 以前的写法log.info log.debug log.trace...   =Slf4j
//    public static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ProductController.class);

    @Autowired
    private ProductService productService;  //IProductService 接口命名规范

    //@Value注解直接获取配置文件中的端口号
    @Value("${server.port}")
    private String port;
    //商品信息查询
    @RequestMapping("/product/{pid}")
    public Product findByPid(@PathVariable("pid") Long pid) {
        //通过日志进行打印
        log.info("接下来要进行{}号商品信息的查询", pid);
        Product product = productService.findByPid(pid);
        product.setPname(product.getPname()+",data from "+port);
        //日志，将JSON格式的数据转换成字符串
        log.info("商品信息查询成功,内容为{}", JSON.toJSONString(product));
        return product;
    }
}

4. 调⽤订单保存的⽅法，查看⽇志 .

默认情况下, 采取的是ZoneAvoidanceRule的策略 , 复合判断 server 所在区域的性能和 server 的可⽤性选择server。

Ribbon⽀持的负载均衡策略

Ribbon 内置了多种负载均衡策略 , 内部负载均衡的顶级接⼝为com.netflix.loadbalancer.IRule , 具体的负载策略如下图所示

我们可以通过修改配置来调整 Ribbon 的负载均衡策略，在 order-server 项⽬的 application.yml 中增加如下配置 :

product-service : # 调⽤的提供者的名称

ribbon :

NFLoadBalancerRuleClassName : com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 轮询的方式

在上文的案例中我们添加了@LoadBalanced注解，即可实现负载均衡功能，这是什么原理呢？

我们这里的@LoadBalanced相当于是一个标记，标记这个RestTemplate发出的请求要被我们的Ribbon拦截和处理。

4.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。

那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1，怎么变成了http://localhost:8081/user/1的呢？

源码跟踪

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。

我们进行源码跟踪：

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://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。

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。
- 我们在loadBalencer中可以看到拉取的服务列表；

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：

果然实现了负载均衡。

5.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:

我们继续跟入：

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嘛。到这里，整个负载均衡的流程我们就清楚了。

总结

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：

基本流程如下：

1.拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
2.RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称，也就是user-service
3.DynamicServerListLoadBalancer根据user-service到eureka拉取服务列表
4.eureka返回列表，localhost:8081、localhost:8082
5.IRule利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如localhost:8081
6.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。