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Java Spring Cloud：（三）Spring Cloud Netflix Ribbon-8800字匠心出品

程序员文章站 2022-07-14 22:39:19
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Spring Cloud Netflix Ribbon

1.Ribbon 简介

  • Ribbon 是一个基于 Http 和 TCP 的客服端负载均衡工具，它是基于 Netflix Ribbon 实现的。它不像 spring cloud 服务注册中心、配置中心、API 网关那样独立部署，但是它几乎存在于每个 spring cloud 微服务中。
  • 包括 feign 提供的声明式服务调用也是基于该 Ribbon 实现的。Ribbon 默认提供很多种负载均衡算法，例如 轮询、随机 等等。甚至包含自定义的负载均衡算法。Ribbon 可以用于解决并提供微服务的负载均衡的问题。

2.使用 Ribbon 开发微服务

  • 在 Spring Cloud 中，使用 Ribbon 技术开发 Eureka Client 组件还是非常方便的。我们在开发过程中，不需要像 Dubbo 那样关注服务的角色。无论是 Provider 还是 Consumer 都是一个微服务客户端，只是在编码层面上，服务消费者代码的开发相对比较麻烦。我们通过简单案例测试一下 Spring Cloud 中的微服务开发过程。
  • 因为现在的 Eureka Server 部署在 Linux 中，并已为 Linux 定义了新的主机域名，需要先修改开发测试环境中的 hosts 文件 。 windows 中的 hosts 文件位于：C:\windows\system32\dirvers\etc\hosts。新增内容如下：（IP 根据具体情况配置）
192.168.2.115 eureka1 
192.168.2.116 eureka2

2.1 创建 Eureka Client 工程

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2.1.1 POM 依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
	http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
	<packaging>pom</packaging>
	<parent>
		<groupId>org.springframework.boot</groupId>
		<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
		<version>2.2.2.RELEASE</version>
	</parent>
	<groupId>com.dqcgm</groupId>
	<artifactId>cloud</artifactId>
	<version>1.0-SNAPSHOT</version>
	<dependencyManagement>
		<dependencies>
			<dependency>
				<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
				<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
				<version>Hoxton.SR1</version>
				<type>pom</type>
				<scope>import</scope>
			</dependency>
		</dependencies>
	</dependencyManagement>
</project>

2.2 创建 Application Service 服务提供者 Module

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2.3 开发服务提供者 - Application Service

2.3.1 POM 依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
	http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

	<parent>
		<artifactId>cloud</artifactId>
		<groupId>com.dqcgm</groupId>
		<version>1.0-SNAPSHOT</version>
	</parent>
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<artifactId>applicationservice</artifactId>
	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
		</dependency>
	</dependencies>
</project>

2.3.2 服务提供者代码

package com.dqcgm.controller;

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ServiceController {
	@GetMapping
	public Object first(){
		return "测试 Spring Cloud Netflix Ribbon 开发服务提供者";
	}
}

2.3.3 配置文件 application.yml

server:
	port: 8081
spring:
	application:
		name: application-service
eureka:
	client:
		service-url:
			# 配置注册中心地址。如果注册中心为多个，则配置多行地址。
			# 注册中心地址格式为： http://ip:port/eureka/
			defaultZone:
				- http://eureka1:8761/eureka/
				- http://eureka2:8761/eureka/

2.3.4 启动类

package com.dqcgm;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;

//@EnableEurekaClient 注解 - 在 Spring Cloud 低版本开发中，每个 Eureka Client 应用启动类上都必须增加此注解。
//代表当前应用是一个 Eureka Client 应用，即需要通过 Eureka Server 注册或发现服务
@SpringBootApplication
public class ServiceApp {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(ServiceApp.class, args);
	}
}

2.3.5 检查 Eureka Server 中的服务注册情况

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2.4 创建 Application Client 服务消费者 Module

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2.5 开发服务消费者 - Application Client

2.5.1 POM 依赖

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0
	http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

	<parent>
		<artifactId>cloud</artifactId>
		<groupId>com.dqcgm</groupId>
		<version>1.0-SNAPSHOT</version>
	</parent>
	<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

	<artifactId>applicationclient</artifactId>
	<dependencies>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
			<artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
		</dependency>
	</dependencies>
</project>

2.5.2 服务消费者代码

2.5.2.1 服务接口
package com.dqcgm.service;

public interface ClientService {
	String first();
}
2.5.2.2 服务实现
package com.dqcgm.service.impl;

import com.dqcgm.service.ClientService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerClient;
import org.springframework.core.ParameterizedTypeReference;
import org.springframework.http.HttpMethod;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@Service
public class ClientServiceImpl implements ClientService {

	@Autowired
	private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
	
	//ribbon 负载均衡器，其中记录了从 Eureka Server 中获取的所有服务信息
	@Override
	public String first() {
		//ServiceInstance 封装了服务的基本信息，如 IP，端口
		//在 Spring Cloud 中，对所有注册到 Eureka Server 中的服务都称为一个 service instance 服务实例
		//一个服务实例，就是一个有效的，可用的，服务单体实例或集群实例。
		//每个 service instance 都和 spring application name 对应
		//可以通过 spring application name 查询 service instance
		ServiceInstance si = this.loadBalancerClient.choose("application-service");
		// 拼接访问服务的 URL http://ip:port/
		StringBuilder sb = new StringBuilder();
		sb.append("http://").append(si.getHost()) .append(":").append(si.getPort()).append("/");
		System.out.println("本次访问的 service 是： " + sb.toString());
		RestTemplate rt = new RestTemplate();
		ParameterizedTypeReference<String> type = new ParameterizedTypeReference<String>() { };
		ResponseEntity<String> response = rt.exchange(sb.toString(), HttpMethod.GET, null, type);
		String result = response.getBody();

		return result;
	}
}
2.5.2.3 控制器
package com.dqcgm.controller;

import com.dqcgm.service.ClientService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class ClientController {
	@Autowired
	private ClientService clientService;

	@GetMapping
	public Object first(){
		return this.clientService.first();
	}
}

2.5.3 配置文件 application.yml

server: 
	port: 8082

spring: 
	application: 
		name: application-client

eureka: 
	client: 
		service-url: 
			defaultZone: 
				- http://eureka1:8761/eureka/ 
				- http://eureka2:8761/eureka/

2.5.4 启动类

package com.dqcgm;

import org.springframework.boot.SpringApplication; 
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication 
public class ClientApp {
	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(ClientApp.class, args);
	}
}

3.集中式与进程内负载均衡区别

  • 业界主流的负载均衡解决方案有：集中式负载均衡和进程内负载均衡

3.1 集中式负载均衡

  • 即在客户端和服务端之间使用独立的负载均衡设施(可以是硬件，如 F5, 也可以是软件，如 nginx), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务端
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3.2 进程内负载均衡

  • 将负载均衡逻辑集成到客户端组件中，客户端组件从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务端发起请求。Ribbon 就是一个进程内的负载均衡实现。
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4.Ribbon 常见的负载均衡策略

  • Ribbon 就属于进程内负载均衡，它只是一个类库，集成于 Eureka Client 进程，Eureka Client进程通过访问注册中心Eureka Server发现服务列表，发现的服务列表信息是由ribbon 来管理的。当访问 Application Service 的时候，Application Client 会通过 ribbon 来找到合适的 Application Service 地址信息，并发起远程调用请求。

4.1Ribbon 中的常用负载均衡简介

  • ribbon 的负载均衡策略是通过不同的类型来实现的，下表详细介绍一些常用负载均衡策略及对应的 Ribbon 策略类。
id 策略名称 策略对应的类名 实现原理
1 轮询策略（默认） RoundRobinRule 轮询策略表示每次都顺序取下一个 provider，比如一共有 5 个 provider，第 1 次取第 1 个，第 2 次取第 2 个，第 3 次取第 3 个，以此类推
2 权重轮询策略（常用） WeightedResponseTimeRule 1. 根据每个 provider 的响应时间分配一个权重，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。 2.原理：一开始为轮询策略，并开启一个计时器，每 30 秒收集一次每个 provider 的平均响应时间，当信息足够时，给每个 provider 附上一个权重，并按权重随机选择 provider，高权越重的 provider 会被高概率选中。
3 随机策略（不推荐） RandomRule 从 provider 列表中随机选择一个 provider
4 最少并发数策略 应用在硬件软件环境一致的情况下） BestAvailableRule 选择正在请求中的并发数最小的 provider，除非这个 provider 在熔断中。
5 在“选定的负载均 衡策略”基础上进行重试机制 RetryRule 1.“选定的负载均衡策略”这个策略是轮询策略 RoundRobinRule 2.该重试策略先设定一个阈值时间段，如果在这个阈值时间段内当选择 provider 不成功，则一直尝试采 用“选定的负载均衡策略：轮询策略”最后选择一个可用的 provider
6 可用性敏感策略 （一般在同区域内服务集群环境中使用） AvailabilityFilteringRule 过滤性能差的 provider, 有 2 种：第一种：过滤掉在 eureka 中处于一直连接失败 provider 第二种：过滤掉高并发的 provider
7 区域敏感性策略（应用在大型的，物理隔离分布式环境中） ZoneAvoidanceRule 1.以一个区域为单位考察可用 性，对于不可用的区域整个丢弃，从 剩下区域中选可用的 provider 2.如果这个 ip 区域内有一个或多个实例不可达或响应变慢，都会降低该 ip 区域内其他 ip 被选中的权重。

4.2 配置负载均衡策略

  • 可以通过修改Application Client应用的全局配置文件来改变当前环境中使用的Ribbon 负载均衡策略
server: 
	port: 8082

spring: 
	application: 
		name: application-client

eureka: 
	client: 
		service-url: 
			defaultZone:
				- http://eureka1:8761/eureka/ 
				- http://eureka2:8761/eureka/

# 设置负载均衡策略。application-service 为设置负载均衡的服务名称
application-service: 
	ribbon:
		NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

5.Ribbon 的点对点直连

  • Ribbon 也可以脱离 Eureka Server 注册中心，通过配置的方式指定要调用的远程服务信息，实现 Ribbon 点对点直连。修改的配置内容如下：
server: 
	port: 8082

spring: 
	application: 
		name: application-client

# application-service ： 要点对点直连的远程服务命名
application-service:
	ribbon:
		# 远程服务地址
		listOfServers: localhost:8081

# 关闭 ribbon 自动访问 eureka server 的功能
ribbon:
	eureka:
		enabled: false
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