Ribbon学习

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什么是Ribbon？

目前主流的负载方案分为以下两种：

• 集中式负载均衡，在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载，有硬更件的(比如F5)，也有软件的(比如Nginx)。
• 客户端根据自己的请求情况做负载均衡，Ribbon 就属于客户端自己做负载均衡。

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置，如超时，重试等。通过Load Balancer获取到服务提供的所有机器实例，Ribbon会自动基于某种规则（轮询，随机）去调用这些服务。Ribbon也可以实现我们自己的负载均衡算法。

客户端的负载均衡

例如spring cloud中的Ribbon，客户端会有一个服务器地址列表，在发送请求前通过负载均衡新算法选择一个服务器，然后进行访问，这是客户端负载均衡；即在客户端就进行负载均衡算法分配。

常见负载均衡算法

• 随机：通过随机选择服务进行执行，一般这种方式使用较少；
• 轮训：负载均衡默认实现方式，请求来之后排队处理;
• 加权轮训：通过对服务器性能的分型，给高配置，低负载的服务器分配更高的权重，均衡各个服务器的压力;
• 地址Hash：通过客户端请求的地址的HASH值取模映射进行服务器调度，也叫IP Hash；
• 最小连接数：即使请求均衡了，压力不一定会均衡，最小连接数算法就是根据服务器的情况，比如请求积压数等参数，将请求分配到当前压力最小的服务器上；

nacos-discovery依赖了ribbon，可以不用再引入ribbon依赖。

添加@LoadBalanced注解即可以使用。

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(RestTemplateBuilder restTemplateBuilder) {
        return restTemplateBuilder
                .setConnectTimeout(Duration.ofSeconds(30L))
                .setReadTimeout(Duration.ofSeconds(30L))
                .build();
    }
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全局配置：调用其它微服务时，一律使用指定负载均衡策略

注意：不能写在@SpringBootApplication的@ComponentScan扫描到的地方，否则自定义的配置类就会被所有的RibbonClients共享，不建议这么使用，推荐使用yml的方式：

@Configuration
public class NacosRuleConfiguration {
    /**
     * 全局配置，调用其它微服务，一律使用指定负载均衡策略
     */
    @Bean
    public IRule rule() {
        // 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机权重）
        return new NacosRule();
    }
}

@Configuration
public class RoundRobinRuleConfiguration {
    @Bean
    public IRule rule() {
        return new RoundRobinRule();
    }
}
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/**
 * 配置的多个RibbonConfiguration不能被@SpringBootApplication的@ComponentScan扫描到，否则就是全局配置的效果
 */
@SpringBootApplication
@RibbonClients(
        value = {
                @RibbonClient(name = "test-service", configuration = RoundRobinRuleConfiguration.class),
                @RibbonClient(name = "stock-service", configuration = NacosRuleConfiguration.class)
        })
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局部配置：调用指定微服务提供的服务时，使用对应的负载均衡算法

修改application.yml

# order-service 被调用的服务名
order-service:
  ribbon:
    # 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机&权重）
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
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IRule：

这是所有负载均衡策略的父接口，里边的核心方法就是choose方法，用来选择一个服务实例。

AbstractLoadBalancerRule：

AbstractLoadBalancerRule是一个抽象类，里边主要定义了一个ILoadBalancer，就是我们上文所说的负载均衡器。这里定义它的目的主要是辅助负责均衡策略选取合适的服务端实例。

• RandomRule：看名字就知道，这种负载均衡策略就是随机选择一个服务实例，在RandomRule的无参构造方法中初始化了一个Random对象，然后在它重写的choose方法又调用了choose(ILoadBalancer lb, Object key)这个重载的choose方法，在这个重载的choose方法中，每次利用random对象生成一个不大于服务实例总数的随机数，并将该数作为下标所以获取一个服务实例。
• RoundRobinRule：这种负载均衡策略叫做线性轮询负载均衡策略，这个类的choose(ILoadBalancer lb, Object key)函数整体逻辑是这样的：开启一个计数器count，在while循环中遍历服务清单，获取清单之前先通过incrementAndGetModulo方法获取一个下标，这个下标是一个不断自增长的数先加1，然后和服务清单总数取模之后获取到的（所以这个下标从来不会越界），拿着下标再去服务清单列表中取服务，每次循环计数器都会加1 ，如果连续10次都没有取到服务，则会报一个警告：No available alive servers after 10 tries from load balancer XXXX。
• RetryRule：在轮询的基础上进行重试机制。看名字就知道这种负载均衡策略带有重试功能。首先RetryRule中又定义了一个subRule，它的实现类是com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule，然后在RetryRule的choose(ILoadBalancer lb, Object key)方法中，每次还是采用RoundRobinRule中的choose规则来选择一个服务实例，如果选到的实例正常就返回，如果选择的服务实例为null或者已经失效，则在失效时间deadline之前不断的进行重试（重试时获取服务的策略还是RoundRobinRule中定义的策略），如果超过了deadline还是没取到则会返回一个null。
• WeightedResponseTimeRule（权重nacos的NacosRule，Nacos还扩展了一个自己的基于配置的权重扩展）。WeightedResponseTimeRule是RoundRobinRule的一个子类，在WeightedResponseTimeRule中对RoundRobinRule的功能进行了扩展，WeightedResponseTimeRule中会根据每一个实例的运行情况来给计算出该实例的一个权重，然后在挑选实例的时候则根据权重讲行挑选，这样能够实现更优的实例调用。WeightedResponseTimeRule中有一个名叫DynamicServerWeightTask的定时任务，默认情况下每隔30秒会计算一次各个服务实例的权重，权重的计算规则也很简单，如果一个服务的平均响应时间越短则权重越大，那么该服务实例被选中执行任务的概率也就越大。
• ClientConfigEnabledRoundRobinRule：选择策略的实现很简单，内部定义了RoundRobinRule，choose方法还是采用了RoundRobinRule的choose方法，所以它的选择策略和 RoundRobinRule的选择策略一致。
• BestAvailableRule继承自ClientConfigEnabledRoundRobinRule，它在ClientConfigEnabledRoundRobinRule的基础上主要增加了根据loadBalancerStats中保存的服务实例的状态信息来过滤掉失效的服务实例的功能，然后顺便找出并发请求最小的服务实例来使用。然而loadBalancerStats有可能为null，如果loadBalancerStats为null，则BestAvailableRule将采用它的父类即ClientConfigEnabledRoundRobinRule的服务选取策略（线性轮询）。
• 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。）
  ZoneAvoidanceRule是PredicateBasedRule的一个实现类，只不过这里多一个过滤条件，ZoneAvoidanceRule中的过滤条件是以ZoneAvoidancePredicate为主的过滤条件和以
  AvailabilityPredicate为次的过滤条件组成的一个叫做CompositePredicate的组合过滤条件。过滤成功之后，继续采用线性轮询（RoundRobinRule）的方式从过滤结果中选择一个出来。
• AvailabilityFilteringRule：（先过滤掉故障实例，再选择并发发较小的实例）过滤掉一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端Server，并过滤掉那些高并发的后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。

自定义负载均衡策略实现（简单示例，可能存在并发问题）：

import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.Server;

import java.util.List;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

public class CustomRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    @Override
    public Server choose(Object key) {
        // 获取当前服务请求的实例
        List<Server> servers = this.getLoadBalancer().getReachableServers();
        // 获取随机数下标
        int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(servers.size());
        // 获取服务实例
        Server server = servers.get(random);
        if (server.isAlive()) {
            return server;
        }
        return null;
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {

    }
}
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按照上面方法配置生效。

开启饥饿加载模式，解决第一次调用慢的问题

ribbon:
  eager-load:
    # 开启饥饿加载模式
    enabled: true
    # 配置stock-service使用饥饿加载，多个使用逗号分隔
    clients: stock-service
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Spring Cloud LoadBalancer

什么是Spring Cloud LoadBalancer？

Spring Cloud LoadBalancer是Spring Cloud官方自己提供的客户端负载均衡器，用来替代Ribbon。

Spring官方提供了两种负载均衡的客户端:

RestTemplate：

RestTemplate是Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，RestTemplate提供了多种便捷访问远程Http服务的方法，能够大大提高客户端的编写效率。默认情况下，RestTemplate默认依赖jdk的HTTP连接工具。

WebClient：

WebClient是从Spring WebFlux 5.0版本开始提供的一个非阻塞的基于响应式编程的进行Http请求的客户端工具。它的响应式编程的基于Reactor的。WebClient中提供了标准Http请求方式对应的get、post、put、delete等方法，可以用来发起相应的请求。