【Nacos无压力源码领读】(二) 集成 LoadBalancer 与 OpenFeign

上一篇文章中, 详细介绍了 Nacos 注册中心的原理, 相信看完后, 大家应该完全掌握了 Nacos 客户端是如何自动进行服务注册的, 以及 Nacos 客户端是如何订阅服务实例信息的, 以及 Nacos 服务器是如何处理客户端的注册和订阅请求的;

本文承上启下, 在订阅服务实例的基础上, 介绍如何在实例之间进行选择, 实现负载均衡; 并详细介绍了负载均衡组件 LocaBanlancer 和函数式调用组件 OpenFeign 是如何与 Nacos 注册中心进行集成的;

如果在阅读过程中对文中提到的 SpringBoot 启动过程以及扩展机制不太了解, 或者对 @Import 注解不了解, 参考这篇文章 SpringBoot启动流程与配置类处理机制详解, 附源码与思维导图, 强烈建议学习后再来读本文;

LoadBalancer

1. Nacos 1.X 版本自动引入 Ribbon 依赖, 使用 Ribbon 做负载均衡;

2. Nacos 2.X 版本就没有了, 因为 Ribbon 的特性已经不满足 SpringBoot 的要求;

3. 2.X 版本可以用 SpringCloud 团队提供的 LoadBalancer 组件来做负载均衡;

<dependency>
	<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
	<artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancerartifactId>
dependency>

LoadBalancerClient

Spring Cloud LoadBalancer :: Spring Cloud Commons

1. SpringCloud 定义的接口, 用于负载均衡地选择服务实例, 是SpringCloud制定的负载均衡规范;

2. 由具体厂商去实现这个接口, 比如 Ribbon 和 LoadBanlancer 都提供了实现类;

   例如 LoadBalancer 包下 spring.factories 指定了自动配置类BlockingLoadBalancerClientAutoConfiguration;

   这个配置类向 Spring 容器注册了一个 BlockingLoadBalancerClient bean;

   这样就可以使用 @Autowired 注解获取 LoadBalancerClient并使用;

3. 两个关键方法, choose 和 execute

   choose 方法底层实现本质上仍然是调用了NamingService ( 使用 Nacos 时自然就是NacosNamingService )的 selectInstances 方法, 订阅服务并获取所有实例, 然后根据负载均衡算法选择一个实例返回;

4. execute 方法有两个重载, 一个需要传入具体的 ServiceInstance, 一个不需要;

   调用不传 Instance 的 execute 方法时, 底层实现会先调用 choose 方法选出一个实例, 然后调用有 Instance 参数的 execute 方法完成请求发送;

5. LoadBalancerClient 使用, 可以通过直接注入 LoadBanlancerClient对象来使用

@RequestMapping("/order/*")
public class OrderController {
    @Autowired
    LoadBalancerClient loadBalancerClient;
    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("loadbalancer")
    public String test0(){
        ServiceInstance instance = loadBalancerClient.choose("stock-service");
        String url = instance.getUri() + "/stock/test0";
        return restTemplate.getForObject(url, String.class);
    }
}

4. 或者使用@LoadBalanced注解, 注册有复杂均衡功能的 RestTemplate

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
    return new RestTemplate();
}

@GetMapping("loadbalanced")
public String test1(){
	return restTemplate.getForObject("http://stock-service/stock/test0", String.class);
}

RestTemplate 持有一个 ClientHttpRequestInterceptor的链表; RestTemplate 发送请求之前会先调用这些 Interceptor 的拦截方法;

在 LoadBalancer 的自动配置类中, 会注入所有有@LoadBalanced注解修饰的 RestTemplate bean, 并且会将一个LoadBalancerInterceptor对象放到这些 RestTemplate 对象的拦截器列表中;

这个拦截器会拦截 RestTemplate 发送的请求, 调用LoadBalancerClient不带 ServiceInstance 参数的 execute 方法发送请求; 实现负载均衡;

负载均衡策略

默认的是轮询策略RoundRobinLoadBalancer; 也可以选择RandomLoadBalancer, 这俩都是 SpringCloud 提供的;

@LoadBalancerClients({
        @LoadBalancerClient(name = "order-service", configuration = RandomLoadBalancerConfig.class),
        @LoadBalancerClient(name = "stock-service", configuration = RandomLoadBalancerConfig.class)
})

// 对所有服务有效
@LoadBalancerClients(defaultConfiguration = RandomLoadBalancerConfig.class)

public class RandomLoadBalancerConfig {
    @Bean
    ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment,
                                                            LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory
                .getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class),
                name);
    }
}

OpenFeign

@FeignClient("course-service")
public interface CourseFeignClient {
    @GetMapping("/feign/course")
    String course();
}

@FeignClient("student-service")
public interface CourseFeignClient {
    @GetMapping("/feign/stu")
    String course();
}

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

1. @EnableFeignClients 注解通过 @Import注解引入了一个ImportBeanDefinitionRegistrar; 其注册方法如下:

   public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
       // .....一些不重要的代码
   	this.registerDefaultConfiguration(metadata, registry);
   	this.registerFeignClients(metadata, registry);
   }
   

registerFeignClients

1. 拿到 @EnableFeignClients 注解的属性;

2. 创建一个空 Set, 保存 BeanDefinition;

3. 看你的 @EnableFeignClients 注解的 clients 属性是否为空, 如果不为空, 就遍历该属性指定的类, 创建BeanDefinition, 放到 Set 中;

4. 如果clients为空, 就根据 value 属性和 basePackages属性和 basePackageClasses 属性指定的值去扫描包, 找到有@FeignClient注解修饰的类, 创建 BeanDefinition, 添加到 Set;

   如果这些属性都为空, 就扫描启动类所在的包;

   basePackageClasses 用法: 该注解指定的类所在的包将被扫描;

5. 遍历 Set , 获取 BeanDefinition 的 AnnotationMetadata, 进而拿到 @FeignClient 注解的 name 属性( 表示服务名 );

6. 调用registerFeignClient , 向容器中注册当前 BeanDefinition 对应的一个 FactoryBean;

registerFeignClient

1. 创建一个FeignClientFactoryBean, 在其 getObejct 方法中, 封装了创建代理对象的逻辑;
2. 其 getObject方法层层调用, 最终调用了ReflectiveFeign中的一个方法, 该方法使用 JDK 动态代理, 为 @FeignClient 注解修饰的接口, 创建了代理对象;
3. 将 FeignClientFactoryBean 的 BeanDefinition 添加Spring容器中;

动态代理

1. 动态代理使用的 InvocationHandler 是 FeignInvocationHandler (最终是SynchronousMethodHandler)
2. Handler 的 invoke 方法中, 又经过层层调用, 最终执行了如下逻辑:
3. 获取 @FeignClient 注解的 name 属性, 通过LoadBanlancerClient 负载均衡地获取一个实例; (所以类加载路径下必须有 LoadBalancerClient 的实现类才行, 换言之, 必须引入 Ribbon 或 LoadBanlancer 之类的组件)
4. 然后根据被调用的方法的 Mapping 注解, 得到请求路径; 和实例的地址进行拼接, 得到最终的请求地址;
5. 然后通过 HTTP 工具发送请求;