微服务入门 - Ribbon 负载均衡 - 《微服务》

负载均衡原理
源码跟踪
负载均衡策略
- 自定义负载均衡策略
- 饥饿加载
Ribbon 负载均衡小结

上一节中，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？

负载均衡原理

Spring Cloud 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。
Ribbon 负载均衡 - 图1

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

Ribbon 负载均衡 - 图2
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 url，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：
Ribbon 负载均衡 - 图3
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。
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8081端口的服务

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，发现调用父类中 BaseLoadBalancer 一段代码：

我们看看这个 rule 是谁：

默认是使用轮询，到这里，整个负载均衡的流程我们就清楚了。

负载均衡原理源码分析小结
Spring Cloud Ribbon 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。基本流程如下：
拦截我们的 RestTemplate 请求 http://userservice/user/1
RibbonLoadBalancerClient 会从请求 url 中获取服务名称，也就是 user-service
DynamicServerListLoadBalancer 根据 user-service 到 eureka 拉取服务列表
eureka 返回列表，localhost:8081、localhost:8082
IRule 利用内置负载均衡规则，从列表中选择一个，例如 localhost:8081
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
负载均衡策略
负载均衡的规则都定义在 IRule 接口中，而 IRule 有很多不同的实现类：

常见的不同规则的含义如下：

RoundRobinRule：简单轮询服务列表来选择服务器。它是 Ribbon 默认的负载均衡规则。
AvailabilityFilteringRule：对以下两种服务器进行忽略
- 在默认情况下，这台服务器如果 3 次连接失败，这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续 30 秒，如果再次连接失败，短路的持续时间就会几何级地增加。
- 并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高，配置了 AvailabilityFilteringRule 规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限，可以由客户端的<clientName>.<clientConfigNameSpace>.ActiveConnectionsLimit属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule：为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长，这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器，这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule：以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用 Zone 对服务器进行分类，这个 Zone 可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对 Zone 内的多个服务做轮询。
BestAvailableRule：忽略那些短路的服务器，并选择并发数较低的服务器。
RandomRule：随机选择一个可用的服务器。
RetryRule：重试机制的选择逻辑

默认的实现就是 ZoneAvoidanceRule，是一种轮询方案

自定义负载均衡策略

通过定义 IRule 实现可以修改负载均衡规则，有两种方式：
① 代码方式：在 order-service 中的 OrderApplication 类（或配置类）中，定义一个新的 IRule：

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

② 配置文件方式：在 order-service 的 application.yml 文件中，添加新的配置也可以修改规则：

user-service: # 给某个微服务配置负载均衡规则，这里是user-service服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

代码方式针对全局，配置文件方式可以对某个服务进行配置

一般用默认的负载均衡规则，不做修改。

饥饿加载

Ribbon 默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建 LoadBalanceClient，请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建，降低第一次访问的耗时，通过下面配置开启饥饿加载：

ribbon:
  eager-load: 
    enabled: true # 开启饥饿加载
    clients: user-service # 指定对 user-service 这个服务进行加载

Ribbon 负载均衡小结

Ribbon 负载均衡规则：
- 规则接口是 IRule
- 默认实现是 ZoneAvoidanceRule，根据 zone 选择服务列表，然后轮询
负载均衡自定义方式：
- 代码方式：配置灵活，但修改时需要重新打包发布
- 配置方式：直观，方便，无需重新打包发布，但是无法做全局配置
饥饿加载
- 开启饥饿加载，配置文件
- 指定饥饿加载的微服务名称，多个 clients 使用 yaml 列表

Ribbon 负载均衡