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Ribbon負載均衡 (原始碼分析)

2023-02-13 07:05:00 後端開發

Ribbon負載均衡

SpringCloud已經洗掉了ribbon組件,所以需要手動匯入依賴,(要學是因為很多專案業務已經使用了ribbon)

服務拉取的時候添加了@LoadBalanced注解,實作負載均衡

1.負載均衡原理

SpringCloud底層其實是利用了一個名為Ribbon的組件,來實作負載均衡功能的,

image

那么我們發出的請求明明是http://userservice/user/1,怎么變成了http://localhost:8081/user/1的呢?

2.原始碼跟蹤

為什么我們只輸入了service名稱就可以訪問了呢?之前還要獲取ip和埠,

顯然有人幫我們根據service名稱,獲取到了服務實體的ip和埠,它就是LoadBalancerInterceptor,這個類會在對RestTemplate的請求進行攔截,然后從Eureka根據服務id獲取服務串列,隨后利用負載均衡演算法得到真實的服務地址資訊,替換服務id,

我們進行原始碼跟蹤:

1)LoadBalancerIntercepor

image

可以看到這里的intercept方法,攔截了用戶的HttpRequest請求,然后做了幾件事:

  • request.getURI():獲取請求uri,本例中就是 http://user-service/user/8
  • originalUri.getHost():獲取uri路徑的主機名,其實就是服務id,user-service
  • this.loadBalancer.execute():處理服務id,和用戶請求,

這里的this.loadBalancerLoadBalancerClient型別,我們繼續跟入,

2)LoadBalancerClient

繼續跟入execute方法:

image

代碼是這樣的:

  • getLoadBalancer(serviceId):根據服務id獲取ILoadBalancer,而ILoadBalancer會拿著服務id去eureka中獲取服務串列并保存起來,
  • getServer(loadBalancer):利用內置的負載均衡演算法,從服務串列中選擇一個,本例中,可以看到獲取了8082埠的服務放行后,再次訪問并跟蹤,發現獲取的是8081:果然實作了負載均衡,

image

3)負載均衡策略IRule

在剛才的代碼中,可以看到獲取服務使通過一個getServer方法來做負載均衡:

image

我們繼續跟入:

image

繼續跟蹤原始碼chooseServer方法,發現這么一段代碼:

image

我們看看這個rule是誰:

image

這里的rule默認值是一個RoundRobinRule,看類的介紹:

image

這不就是輪詢的意思嘛,

到這里,整個負載均衡的流程我們就清楚了,

4)總結

SpringCloudRibbon的底層采用了一個攔截器,攔截了RestTemplate發出的請求,對地址做了修改,用一幅圖來總結一下:

image

基本流程如下:【重點】

  • 攔截我們的RestTemplate請求http://userservice/user/1
  • RibbonLoadBalancerClient會從請求url中獲取服務名稱,也就是user-service
  • DynamicServerListLoadBalancer根據user-service到eureka拉取服務串列
  • eureka回傳串列,localhost:8081、localhost:8082
  • IRule利用內置負載均衡規則,從串列中選擇一個,例如localhost:8081
  • RibbonLoadBalancerClient修改請求地址,用localhost:8081替代userservice,得到http://localhost:8081/user/1,發起真實請求

3.負載均衡策略

默認設定是IRule介面下的ZoneAvoidanceRule 類(根據就近區域Zone來輪詢)

1)負載均衡策略

負載均衡的規則都定義在IRule介面中,而IRule有很多不同的實作類:

image

不同規則的含義如下:默認的實作就是ZoneAvoidanceRule,是一種輪詢方案

內置負載均衡規則類 規則描述
RoundRobinRule 簡單輪詢服務串列來選擇服務器,它是Ribbon默認的負載均衡規則,
AvailabilityFilteringRule 對以下兩種服務器進行忽略: (1)在默認情況下,這臺服務器如果3次連接失敗,這臺服務器就會被設定為“短路”狀態,短路狀態將持續30秒,如果再次連接失敗,短路的持續時間就會幾何級地增加, (2)并發數過高的服務器,如果一個服務器的并發連接數過高,配置了AvailabilityFilteringRule規則的客戶端也會將其忽略,并發連接數的上限,可以由客戶端的..ActiveConnectionsLimit屬性進行配置,
WeightedResponseTimeRule 為每一個服務器賦予一個權重值,服務器回應時間越長,這個服務器的權重就越小,這個規則會隨機選擇服務器,這個權重值會影響服務器的選擇,
ZoneAvoidanceRule 以區域可用的服務器為基礎進行服務器的選擇,使用Zone對服務器進行分類,這個Zone可以理解為一個機房、一個機架等,而后再對Zone內的多個服務做輪詢,
BestAvailableRule 忽略那些短路的服務器,并選擇并發數較低的服務器,
RandomRule 隨機選擇一個可用的服務器,
RetryRule 重試機制的選擇邏輯

2)自定義負載均衡策略

注意,一般用默認的負載均衡規則,不做修改,

通過定義IRule實作可以修改負載均衡規則,有兩種方式:(二選一即可)

  1. 代碼方式:在order-service中的OrderApplication類中,定義一個新的IRule:

    優:配置靈活 劣:修改時需要重新打包

@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}
  1. 組態檔方式:在order-service的application.yml檔案中,添加新的配置也可以修改規則:【推薦】

    優:直觀,方便,修改后無需重新打包 劣:無法全域配置,需要對每個服務設定負責均衡規則

userservice: # 給某個微服務配置負載均衡規則,這里是userservice服務
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 負載均衡規則 

4.饑餓加載

推薦修改為饑餓加載,在消費者的yaml中設定

Ribbon默認是采用懶加載,即第一次訪問時才會去創建LoadBalanceClient,請求時間會很長,

而饑餓加載則會在專案啟動時創建,降低第一次訪問的耗時,通過下面配置開啟饑餓加載:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true #開啟饑餓加載
    clients:  #指定饑餓加載的服務名稱
      - userservice
      - xxx

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