Ribbon负载均衡的原理(源码分析)

SpringCloud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。

1)LoadBalancerIntercepor

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:

1.request.getURI():获取请求uri,本例中就是 http://userservice/user/2

2.originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id,userservice

3.this.loadBalancer.execute():处理服务id和用户请求。

这里的this.loadBalancer是LoadBalancerClient类型,我们继续看源码。

2)LoadBalancerClient

继续进入execute方法:

代码逻辑:

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8083端口的服务

放行后,再次访问并Debug跟踪,发现下一次获取的是8082,确实是做到了负载均衡。

3)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:

进入getServer方法:

继续跟踪源码chooseServer方法,发现这么一段代码:

关于rule:

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule,看类的介绍:

The most well known and basic load balancing strategy, i.e. Round Robin Rule.

最知名的基本负载平衡策略,即Round Robin规则,即轮循。

负载平衡基本流程如下:

  • 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userservice

  • DynamicServerListLoadBalancer根据userservice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:8080/user/2发起真实请求。

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:

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。(全局轮循)

AvailabilityFilteringRule:对以下两种服务器进行忽略: (1)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。 (2)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。

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。(同一机房或者集群内部做轮循)

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。

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启动类中,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:

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

**注意**,一般用默认的负载均衡规则,不做修改。

4)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
    clients: userservice

5)Nacos同集群优先的负载均衡

默认的ZoneAvoidanceRule并不能实现根据同集群优先来实现负载均衡。

因此Nacos中提供了一个NacosRule的实现,可以优先从同集群中挑选实例。

1)给order-service配置集群信息

修改order-service的application.yml文件,添加集群配置:

spring:
  cloud:
    nacos:
      server-addr: localhost:8848
      discovery:
        cluster-name: CD # 集群名称

2)修改负载均衡规则

修改order-service的application.yml文件,修改负载均衡规则:

userservice:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule # 负载均衡规则 

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