SpringCloud Ribbon 學習整理

準備與說明

源碼地址：https://github.com/hlmk/microservicecloud.git
springcloud版本：Dalston.SR1
springboot版本：1.5.9.RELEASE
jdk：1.8
開發工具：Eclipse Java EE IDE for Web Developers
本篇博客來自尚硅谷SpringCloud視頻學習整理的筆記

概述

是什麼

SpringCloud Ribbon是基於Netflix Ribbon實現的一套客戶端負載均衡的工具。

簡單的說，Ribbon是Netflix發佈的開源項目，主要功能是提供客戶端的軟件負載均衡算法，將Netflix的中間層服務連接在一起。Ribbon客戶端組件提供一系列完善的配置項如連接超時，重試等。簡單的說，就是在配置文件中列出Load Balancer（簡稱LB）後面所有的機器，Ribbon會自動的幫助你基於某種規則（如簡單輪詢，隨機連接等）去連接這些機器。我們也很容易使用Ribbon實現自定義的負載均衡算法。

能幹嗎

LB，即負載均衡（Load Balance），在微服務或分佈式集羣中經常用的一種應用。
負載均衡簡單的說就是將用戶的請求平攤的分配到多個服務上，從而達到系統的HA。
常見的負載均衡有軟件Nginx、LVS、硬件F5等。
相應的在中間件，例如：dubbo和SpringCloud中均給我們提供了負載均衡，SpringCloud的負載均衡算法可以自定義。

集中式LB
即在服務的消費方和提供方之間使用獨立的LB設施（可以是硬件，如F5，也可以是軟件，如Nginx），由該設施負責把訪問請求通過某種策略轉發至服務的提供方；
進程內LB
將LB邏輯集成到消費方，消費方從服務註冊中心獲知有哪些地址可用，然後自己再從這些地址中選擇出一個合適的服務器。
Ribbon就屬於進程內LB，它只是一個類庫，集成於消費方進程，消費方通過它來獲取到服務提供方的地址。

官網資料

https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started

Ribbon配置初步

在microservicecloud-consumer-dept-80客戶端模塊的pom文件中添加以下包

	<!-- ribbon 負載均衡 -->
  	<dependency>
  		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  		<artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
  	</dependency>
  	<dependency>
  		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  		<artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
  	</dependency>
  	<dependency>
  		<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  		<artifactId>spring-cloud-starter-config</artifactId>
  	</dependency>

修改application.yml 追加Eureka的服務註冊地址

#追加如下配置
eureka:
  client:
    register-with-eureka: false
    service-url: 
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka,http://eureka7003.com:7003/eureka

對ConfigBean進行新註解@LoadBalanced 獲得Rest時加入Ribbon的配置

@Configuration
public class ConfigBean { //boot  --> spring 	applicationContext.xml 	--- @configuration配置   configBean = applicationContext.xml
		
	@Bean
	@LoadBalanced	//Spring Cloud Ribbon是基於Netflix Ribbon實現的一套客戶端 負載均衡的工具。
	public RestTemplate getRestTemplate() {
		return new RestTemplate();
	}
	
	@Bean
	public IRule myRule() {
//		return new RoundRobinRule()//輪詢
//		return new RandomRule();//達到的目的，用我們重新選擇的隨機算法替代默認的輪詢。（隨機）
		return new RetryRule();//先按照RoundRobinRule的策略獲取服務，如果獲取服務失敗則在指定時間內會進行重試，獲取可用的服務。 
	}
	
}

主啓動類DeptConsumer80_App添加@EnableEurekaClient

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient
//@RibbonClient(name="MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration=MySelfRule.class)//在微服務啓動的時候就能夠去加載我們自定義的Ribbon配置類，從而使配置生效。 
public class DeptConsumer80_App {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(DeptConsumer80_App.class, args);
	}
	
}

修改DeptController_Consumer客戶端訪問類
修改使其通過微服務名稱去訪問微服務private static final String REST_URL_PREFIX = "http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";

@RestController
public class DeptController_Consumer {
	
//	private static final String REST_URL_PREFIX = "http://localhost:8001";
	private static final String REST_URL_PREFIX = "http://MICROSERVICECLOUD-DEPT";
	
	/*
	 * RestTemplate提供了多種便捷訪問遠程Http服務的方法
	 * 是一種簡單便捷的訪問restful服務模板類，是Spring提供的用於訪問Rest服務的客戶端模板工具集
	 * 
	 * 官網地址：https://docs.spring.io/spring-framework/docs/4.3.7.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html
	 * 
	 * 使用：使用restTemplate訪問restful接口非常的簡單粗暴無腦。
	 * 		(url, requestMap, ResponseBean.class)這三個參數分別代表REST請求地址、請求參數、HTTP響應轉換被轉換成的對象類型
	 * 
	 */
	@Autowired
	private RestTemplate restTemplate;
	
	@RequestMapping(value="/consumer/dept/add")
	public boolean add(Dept dept) {
		return restTemplate.postForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/add", dept, Boolean.class);
	}
	
	@RequestMapping(value="/consumer/dept/get/{id}")
	public Dept get(@PathVariable("id")Long id) {
		return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/get/" + id, Dept.class);
	}
	
	@SuppressWarnings("unchecked")
	@RequestMapping(value="/consumer/dept/list")
	public List<Dept> list() {
		return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/list", List.class);
	}
	
	@RequestMapping(value="/consumer/dept/discovery")
	public Object discovery() {
		return restTemplate.getForObject(REST_URL_PREFIX + "/dept/discovery", Object.class);
	}

}

先啓動3個eureka集羣后，再啓動microservicecloud-provider-dept-8001並註冊進eureka
啓動microservicecloud-consumer-dept-80
測試
http://localhost/consumer/dept/get/1

http://localhost/consumer/dept/list

http://localhost/consumer/add?dname=大數據

Ribbon負載均衡

架構說明

Ribbon在工作時分成兩步
第一步先選擇EurekaServer，它優先選擇在同一個區域內負載較少的server
第二步再根據用戶指定的策略，在server取到的服務註冊列表中選擇一個地址。
其中ribbon提供了多種策略：比如輪詢、隨機和根據響應時間加權。
參考microservicecloud-provider-dept-8001，新建兩份，分別命名爲8002、8003
新建8002、8003數據庫，各自微服務分別連各自的數據庫
8002腳本

DROP DATABASE IF EXISTS cloudDB02;

CREATE DATABASE cloudDB02 CHARACTER SET UTF8;

USE cloudDB02;

create table dept(
	deptno bigint not null primary key auto_increment,
	dname varchar(60),
	db_source varchar(60)
);

insert into dept(dname,db_source) values('開發部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('人事部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('財務部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('市場部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('運維部',DATABASE());

8003腳本

DROP DATABASE IF EXISTS cloudDB03;

CREATE DATABASE cloudDB03 CHARACTER SET UTF8;

USE cloudDB03;

create table dept(
	deptno bigint not null primary key auto_increment,
	dname varchar(60),
	db_source varchar(60)
);

insert into dept(dname,db_source) values('開發部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('人事部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('財務部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('市場部',DATABASE());
insert into dept(dname,db_source) values('運維部',DATABASE());

修改8002、8003各自的yml
8002yml
需要修改的配置
1. 端口
2. 連接的數據庫
  不能修改的配置
3. 微服務的名稱（必須一致，否則負載均衡會出問題）

8003yml
需要修改的配置
1. 端口
2. 連接的數據庫
不能修改的配置
1. 微服務的名稱（必須一致，否則負載均衡會出問題）

備註
端口
數據庫連接

對外暴露統一的微服務實例名

5. 啓動三個eureka集羣配置區
6. 啓動三個dept微服務並各自測試通過
http://localhost:8001/dept/list
http://localhost:8002/dept/list
http://localhost:8003/dept/list

7. 啓動microservicecloud-consumer-dept-80
8. 客戶端通過ribbon完成負載均衡並訪問上一步的dept微服務
9. 總結：ribbon其實就是一個軟負載均衡的客戶端組件，它可以和其它所需請求的客戶端結合使用，和eureka結合只是其中的一個實例。

Ribbon核心組件IRule

IRule：根據特定算法中從服務列表中選取一個要訪問的服務
RoundRobinRule：輪詢
RandomRule：隨機
AvailabilityFilteringRule：會先過濾由於多次訪問故障而處於斷路器跳閘狀態的服務，還有併發的連接數量超過閾值的服務，然後對剩餘的服務列表按照輪詢策略進行訪問。
WeightedResponseTimeRule：根據平均響應時間計算所有服務的權重，響應時間越快服務權重越大被選中的概率越高。剛啓動時如果統計信息不足，則使用RoundRibbonRule策略，等統計信息足夠，會切換到WeightedResponseTimeRule
RetryRule：先按照RoundRobinRule的策略獲取服務，如果獲取服務失敗則在指定時間內會進行重試，獲取可用的服務
BestAvailableRule：會先過濾掉由於多次訪問故障而處於斷路跳閘狀態的服務，然後選擇一個併發量最小的服務
ZoneAvoidanceRule：默認規則，複合判斷server所在區域的性能和server的可用性選擇服務器

指定輪詢策略的核心方法
在myRule方法中指定要執行的負載均衡策略

@Configuration
public class ConfigBean { //boot  --> spring 	applicationContext.xml 	--- @configuration配置   configBean = applicationContext.xml
		
	@Bean
	@LoadBalanced	//Spring Cloud Ribbon是基於Netflix Ribbon實現的一套客戶端 負載均衡的工具。
	public RestTemplate getRestTemplate() {
		return new RestTemplate();
	}
	
	@Bean
	public IRule myRule() {
//		return new RoundRobinRule()//輪詢
//		return new RandomRule();//達到的目的，用我們重新選擇的隨機算法替代默認的輪詢。（隨機）
		return new RetryRule();//先按照RoundRobinRule的策略獲取服務，如果獲取服務失敗則在指定時間內會進行重試，獲取可用的服務。 
	}
	
}

Ribbon自定義

修改microservicecloud-consumer-dept-80
主啓動類添加@RibbonClient
在啓動該微服務的時候就能去加載我們自定義Ribbon配置類，從而使配置生效，比如：
@RibbonClient(name="MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration=MySelfRule.class)
注意配置細節
官方文檔明確的給出了警告：
這個自定義配置類不能放在@ComponentScan所掃描的當前包下以及子包下，否則我們自定義的這個配置類就會被所有Ribbon客戶端所共享，也就是說我們到不到特殊化定製的目的了。

也就是說，主啓動類不能掃描到自定義的配置類，否則不會生效。

自定義配置類代碼

@Configuration
public class MySelfRule {

	@Bean
	public IRule myRule() {
		return new RandomRule();//ribbon默認是輪詢，我自定義爲隨機
//		return new RandomRule_ZY();
	}
	
}

步驟
1. 新建package com.cht.myrule包並在其下新建自定義Robbin規則類
2. 修改主啓動類
  添加註解：@RibbonClient(name="MICROSERVICECLOUD-DEPT",configuration=MySelfRule.class)
3. 測試 http://localhost/consumer/dept/list

自定義規則深度解析
問題：依舊輪詢策略，但是加上新需求，每個服務器要求被調用5次，也即以前是每臺機器一次，現在是每臺機器5次

解析源碼：https://github.com/Netflix/ribbon/blob/master/ribbon-loadbalancer/src/main/java/com/netflix/loadbalancer/RandomRule.java

IRule架構圖

自定義的輪詢策略代碼

/**
 * 自定義負載均衡算法，當前服務調用5次後，輪詢調用下一個服務執行5次
 * @author CHT
 *
 */
public class RandomRule_ZY extends AbstractLoadBalancerRule {

	private int total = 0;			//總共被調用的次數，目前要求每臺被調用5次
	private int currentIndex = 0;	//當前提供服務的機器號
	
	
	
    /**
     * Randomly choose from all living servers
     */
    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
        if (lb == null) {
            return null;
        }
        Server server = null;

        while (server == null) {
            if (Thread.interrupted()) {
                return null;
            }
            List<Server> upList = lb.getReachableServers();
            List<Server> allList = lb.getAllServers();

            int serverCount = allList.size();
            if (serverCount == 0) {
                /*
                 * No servers. End regardless of pass, because subsequent passes
                 * only get more restrictive.
                 */
                return null;
            }

//            int index = rand.nextInt(serverCount);
//            server = upList.get(index);

            if(total < 5) {
            	server = upList.get(currentIndex);
            	total++;
            }else {
            	total = 0;
            	currentIndex++;
            	if(currentIndex >= upList.size()) {
            		currentIndex = 0;
            	}
            } 
            
            
            if (server == null) {
                /*
                 * The only time this should happen is if the server list were
                 * somehow trimmed. This is a transient condition. Retry after
                 * yielding.
                 */
                Thread.yield();
                continue;
            }

            if (server.isAlive()) {
                return (server);
            }

            // Shouldn't actually happen.. but must be transient or a bug.
            server = null;
            Thread.yield();
        }

        return server;

    }

	@Override
	public Server choose(Object key) {
		return choose(getLoadBalancer(), key);
	}

	@Override
	public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
	}
}

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