一、概述

1.是什么

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

简单的说，Ribbon是Netflix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时，重试等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称LB）后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则（如简单轮询，随机连接等）去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

2.官网资料

(1).https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started
(2).Ribbon目前也进入维护模式

(3).未来替换方案

3.能干嘛

3.1 LB（负载均衡）

LB负载均衡(Load Balance)是什么
简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA（高可用）。
常见的负载均衡有软件Nginx，LVS，硬件 F5等。

Ribbon本地负载均衡客户端 VS Nginx服务端负载均衡区别
Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给nginx，然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。

Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口时候，会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到JVM本地，从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

3.1.1 集中式LB

即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB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的提供方；

3.1.2 进程内LB

将LB逻辑集成到消费方，消费方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器。
Ribbon就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

二、Ribbon负载均衡演示

1.架构说明

Ribbon在工作时分成两步
第一步先选择 EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server.
第二步再根据用户指定的策略，在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。
其中Ribbon提供了多种策略：比如轮询、随机和根据响应时间加权。
总结：Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，
他可以和其他所需请求的客户端结合使用，和eureka结合只是其中的一个实例。

2.POM

之前写样例时候没有引入spring-cloud-starter-ribbon也可以使用ribbon
原因：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

猜测spring-cloud-starter-netflix-eureka-client自带了spring-cloud-starter-ribbon引用
证明如下： 可以看到spring-cloud-starter-netflix-eureka-client 确实引入了Ribbon

3.RestTemplate的使用

1.官网

https://docs.spring.io/springframework/docs/5.2.2.RELEASE/javadocapi/org/springframework/web/client/RestTemplate.html

2.getForObject方法/getForEntity方法

返回对象为响应体中数据转化成的对象，基本上可以理解为Json


返回对象为ResponseEntity对象，包含了响应中的一些重要信息，比如响应头、响应状态码、响应体等

3.postForObject/postForEntity

4.GET请求方法

<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> T getForObject(URI url, Class<T> responseType);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(URI var1, Class<T> responseType);

5.POST请求方法

<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> T postForObject(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);

三、Ribbon核心组件IRule

1.IRule（负载均衡算法）

根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务

(1).com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule

轮询

(2).com.netflix.loadbalancer.RandomRule

随机

(3).com.netflix.loadbalancer.RetryRule

先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试，获取可用的服务

(4).WeightedResponseTimeRule

对RoundRobinRule的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择

(5).BestAvailableRule

会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务

(6).AvailabilityFilteringRule

先过滤掉故障实例，再选择并发较小的实例

(7).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

2.如何替换？

1.修改cloud-consumer-order80

官方文档明确给出了警告：
这个自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包下以及子包下，
否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享，达不到特殊化定制的目的了。

2.新建package

3.新建MySelfRule规则类

该类放在刚才创建好的myrule包下

package com.atguigu.myrule;

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


@Configuration
public class MySelfRule
{
    @Bean
    public IRule myRule()
    {
        return new RandomRule();//定义为随机
    }
}

4.主启动类添加@RibbonClient

package com.atguigu.springcloud;

import com.atguigu.myrule.MySelfRule;
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClient;



/**
 * 在启动该微服务的时候就能去加载我们的自定义Ribbon配置类，从而使配置生效，形如：
 * @RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration= MySelfRule.class)
 * name:表示去调用CLOUD-PAYMENT-SERVICE微服务
 *
 * 注意：微服务名称大写算法会改变成功，改为小写时还是默认的轮询算法(未改变)->亲测
 *
 */
@EnableEurekaClient
@SpringBootApplication
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration= MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

5.测试

http://localhost/consumer/payment/get/31

四、Ribbon负载均衡算法

1.原理

负载均衡算法：rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标 ，
每次服务重启动后rest接口计数从1开始。

List instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);

如： List [0] instances = 127.0.0.1:8002
　　　List [1] instances = 127.0.0.1:8001

8001+ 8002 组合成为集群，它们共计2台机器，集群总数为2， 按照轮询算法原理：

当总请求数为1时： 1 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位2时： 2 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
当总请求数位3时： 3 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位4时： 4 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
如此类推……

2.RoundRobinRule源码

3.手写本地负载均衡器

3.1 7001/7002集群启动

3.2 8001/8002微服务改造

3.2.1 Controller

package com.atguigu.springcloud.controller;

import com.atguigu.springcloud.entities.CommonResult;
import com.atguigu.springcloud.entities.Payment;
import com.atguigu.springcloud.service.PaymentService;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.List;


@RestController
@Slf4j
public class PaymentController
{
    @Value("${server.port}")
    private String serverPort;

    @Resource
    private PaymentService paymentService;

    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @PostMapping(value = "/payment/create")
    public CommonResult create(@RequestBody Payment payment)
    {
        int result = paymentService.create(payment);
        log.info("*****插入操作返回结果:" + result);

        if(result > 0)
        {
            return new CommonResult(200,"插入成功,返回结果"+result+"\t 服务端口："+serverPort,payment);
        }else{
            return new CommonResult(444,"插入失败",null);
        }
    }

    @GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id)
    {
        Payment payment = paymentService.getPaymentById(id);
        log.info("*****查询结果:{}",payment);
        if (payment != null) {
            return new CommonResult(200,"查询成功"+"\t 服务端口："+serverPort,payment);
        }else{
            return new CommonResult(444,"没有对应记录,查询ID: "+id,null);
        }
    }

    @GetMapping(value = "/payment/discovery")
    public Object discovery()
    {
        List<String> services = discoveryClient.getServices();
        for (String element : services) {
            System.out.println(element);
        }

        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
        for (ServiceInstance element : instances) {
            System.out.println(element.getServiceId() + "\t" + element.getHost() + "\t" + element.getPort() + "\t"
                    + element.getUri());
        }
        return this.discoveryClient;
    }

    @GetMapping(value = "/payment/lb")
    public String getPaymentLB()
    {
        return serverPort;
    }
}

3.3 80订单微服务改造

3.3.1 ApplicationContextBean去掉注解@LoadBalanced

package com.atguigu.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;


@Configuration
public class ApplicationContextBean
{
    @Bean
    //@LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate()
    {
        return new RestTemplate();
    }
}

3.3.2 LoadBalancer接口

package com.atguigu.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;

import java.util.List;


public interface LoadBalancer
{
    ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances);
}

3.3.3 MyLB

package com.atguigu.springcloud.lb;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;


@Component
public class MyLB implements LoadBalancer
{
    private AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndIncrement()
    {
        int current;
        int next;
        do
        {
            current = this.atomicInteger.get();
            next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
        } while(!this.atomicInteger.compareAndSet(current, next));
        System.out.println("*****next: "+next);
        return next;
    }


    @Override
    public ServiceInstance instances(List<ServiceInstance> serviceInstances)
    {
        int index = getAndIncrement() % serviceInstances.size();
        return serviceInstances.get(index);
    }
}

3.3.4 OrderController

package com.atguigu.springcloud.controller;

import com.atguigu.springcloud.entities.CommonResult;
import com.atguigu.springcloud.entities.Payment;
import com.atguigu.springcloud.lb.LoadBalancer;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.discovery.DiscoveryClient;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.Resource;
import java.net.URI;
import java.util.List;


@RestController
public class OrderController
{
    //public static final String PAYMENT_SRV = "http://localhost:8001";
    public static final String PAYMENT_SRV = "http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;
    //可以获取注册中心上的服务列表
    @Resource
    private DiscoveryClient discoveryClient;
    @Resource
    private LoadBalancer loadBalancer;

    @GetMapping("/consumer/payment/create")
    public CommonResult<Payment> create(Payment payment)
    {
        return restTemplate.postForObject(PAYMENT_SRV+"/payment/create",payment,CommonResult.class);
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id)
    {
        return restTemplate.getForObject(PAYMENT_SRV+"/payment/get/"+id,CommonResult.class);
    }

    @GetMapping("/consumer/payment/getForEntity/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPayment2(@PathVariable("id") Long id)
    {
        ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(PAYMENT_SRV+"/payment/get/"+id, CommonResult.class);
        if(entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()){
            return entity.getBody();
        }else {
            return new CommonResult(444, "操作失败");
        }
    }


    @Resource
    private LoadBalancer loadBalancer;

    @GetMapping("/consumer/payment/lb")
    public String getPaymentLB()
    {
        List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD-PAYMENT-SERVICE");

        if(instances == null || instances.size()<=0) {
            return null;
        }
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancer.instances(instances);
        URI uri = serviceInstance.getUri();

        return restTemplate.getForObject(uri+"/payment/lb",String.class);
    }
}

3.3.5 测试

http://localhost/consumer/payment/lb