[亲测]SpringCloud之均衡Ribbon

一.负载均衡Ribbon

什么是Ribbon:
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接下来,我们就来使用Ribbon实现负载均衡。

1.1.启动两个服务实例

首先我们启动两个user-service实例,一个8090,一个8092。

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Eureka监控面板:

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1.2.开启负载均衡

因为Eureka中已经集成了Ribbon,所以我们无需引入新的依赖。直接修改代码:

在RestTemplate的配置方法上添加@LoadBalanced注解:

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

修改调用方式,不再手动获取ip和端口,而是直接通过服务名称调用:

@Service
public class UserService {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    public List<User> queryUserByIds(List<Long> ids) {
        List<User> users = new ArrayList<>();
        // 地址直接写服务名称即可
        String baseUrl = "http://user-service/user/";
        ids.forEach(id -> {
            // 我们测试多次查询,
            users.add(this.restTemplate.getForObject(baseUrl + id, User.class));
            // 每次间隔500毫秒
            try {
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        });
        return users;
    }
}

访问页面,查看结果:

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完美!

1.3.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

我们进行源码跟踪:(Debug运行user-consumer-demo项目)

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继续跟入execute方法:发现获取了8082端口的服务

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再跟下一次,发现获取的是8081:

在这里插入图片描述

1.4.负载均衡策略

Ribbon默认的负载均衡策略是简单的轮询,我们可以测试一下:

编写测试类,在刚才的源码中我们看到拦截中是使用RibbonLoadBalanceClient来进行负载均衡的,其中有一个choose方法,是这样介绍的:

在这里插入图片描述

现在这个就是负载均衡获取实例的方法。

我们对注入这个类的对象,然后对其测试:

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = UserConsumerDemoApplication.class)
public class LoadBalanceTest {

    @Autowired
    RibbonLoadBalancerClient client;

    @Test
    public void test(){
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            ServiceInstance instance = this.client.choose("user-service");
            System.out.println(instance.getHost() + ":" + instance.getPort());
        }
    }
}

结果:

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符合了我们的预期推测,确实是轮询方式。

我们是否可以修改负载均衡的策略呢?

继续跟踪源码,发现这么一段代码:

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我们看看这个rule是谁:

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这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:
在这里插入图片描述

这不就是轮询的意思嘛。

我们注意到,这个类其实是实现了接口IRule的,查看一下:

1525622817451

定义负载均衡的规则接口。

它有以下实现:

1525622876842

SpringBoot也帮我们提供了修改负载均衡规则的配置入口:

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user-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

格式是:{服务名称}.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName,值就是IRule的实现类。

再次测试,发现结果变成了随机:

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1.5.CAP

CAP原则:CAP原则又称CAP定理,指的是在一个分布式系统中,Consistency(一致性)、 Availability(可用性)、Partition tolerance(分区容错性),三者不可兼得

1.5.1 分区容错性

大多数分布式系统都分布在多个子网络。每个子网络就叫做一个区(partition)。分区容错的意思是,区间通信可能失败。比如,一台服务器放在中国,另一台服务器放在美国,这就是两个区,它们之间可能无法通信。

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上图中,G1 和 G2 是两台跨区的服务器。G1 向 G2 发送一条消息,G2 可能无法收到。系统设计的时候,必须考虑到这种情况。

一般来说,分区容错无法避免,因此可以认为 CAP 的 P 总是成立。CAP 定理告诉我们,剩下的 C 和 A 无法同时做到。

1.5.2 一致性

Consistency 中文叫做"一致性"。意思是,写操作之后的读操作,必须返回该值。举例来说,某条记录是 v0,用户向 G1 发起一个写操作,将其改为 v1。

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接下来,用户的读操作就会得到 v1。这就叫一致性。

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问题是,用户有可能向 G2 发起读操作,由于 G2 的值没有来得及发生变化,因此返回的是 v0。G1 和 G2 读操作的结果不一致,这就不满足一致性了。

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为了让 G2 也能变为 v1,就要在 G1 写操作的时候,让 G1 向 G2 发送一条消息,要求 G2 也改成 v1。

1543983040542

这样的话,用户向 G2 发起读操作,也能得到 v1。

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1.5.3 可用性

Availability 中文叫做"可用性",意思是只要收到用户的请求,服务器就必须给出回应。

用户可以选择向 G1 或 G2 发起读操作。不管是哪台服务器,只要收到请求,就必须告诉用户,到底是 v0 还是 v1,否则就不满足可用性。

1.5.4 一致性和可用性的矛盾

一致性和可用性,为什么不可能同时成立?答案很简单,因为可能通信失败(即出现分区容错)。

如果保证 G2 的一致性,那么 G1 必须在写操作时,锁定 G2 的读操作和写操作。只有数据同步后,才能重新开放读写。锁定期间,G2 不能读写,没有可用性。

如果保证 G2 的可用性,那么势必不能锁定 G2,所以一致性不成立。

综上所述,G2 无法同时做到一致性和可用性。系统设计时只能选择一个目标。如果追求一致性,那么无法保证所有节点的可用性;如果追求所有节点的可用性,那就没法做到一致性。

1.6.重试机制

Eureka的服务治理强调了CAP原则中的AP,即可用性和可靠性。它与Zookeeper这一类强调CP(一致性,分区容错)的服务治理框架最大的区别在于:Eureka为了实现更高的服务可用性,牺牲了一定的一致性,极端情况下它宁愿接收故障实例也不愿丢掉健康实例,正如我们上面所说的自我保护机制。

但是,此时如果我们调用了这些不正常的服务,调用就会失败,从而导致其它服务不能正常工作!这显然不是我们愿意看到的。

我们现在关闭一个user-service实例:

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因为服务剔除的延迟,consumer并不会立即得到最新的服务列表,此时再次访问你会得到错误提示:

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但是此时,8081服务其实是正常的。

因此Spring Cloud 整合了Spring Retry 来增强RestTemplate的重试能力,当一次服务调用失败后,不会立即抛出异常,而是再次重试另一个服务。

只需要(user-consumer)简单配置即可实现Ribbon的重试:

spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      retry:
        enabled: true # 开启Spring Cloud的重试功能
user-service:
  ribbon:
    ConnectTimeout: 250 # Ribbon的连接超时时间
    ReadTimeout: 1000 # Ribbon的数据读取超时时间
    OkToRetryOnAllOperations: true # 是否对所有操作都进行重试
    MaxAutoRetriesNextServer: 1 # 切换实例的重试次数
    MaxAutoRetries: 1 # 对当前实例的重试次数

根据如上配置,当访问到某个服务超时后,它会再次尝试访问下一个服务实例,如果不行就再换一个实例,如果不行,则返回失败。切换次数取决于MaxAutoRetriesNextServer参数的值

引入spring-retry依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.retry</groupId>
    <artifactId>spring-retry</artifactId>
</dependency>

我们重启user-consumer-demo,测试,发现即使user-service2宕机,也能通过另一台服务实例获取到结果!

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再给大家推荐本人的另外一篇文章:
SpringCloud之熔断器Hystrix+实践

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转载自blog.csdn.net/qq_43652509/article/details/84941333
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