介绍客户端负载均衡Spring Cloud Ribbon

Spring Cloud Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具,它基于Netflix Ribbon实现。可轻松地将面向服务的REST请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。Netflix Ribbon是一个在云端使用的IPC(进程间通信)库,主要提供客户端的负载均衡算法。

除了客户端负载均衡算法,Ribbon还提供其他功能:

  • 服务发现集成 - Ribbon负载均衡器可在动态环境(如云)中提供服务发现功能。与Eureka和Netflix服务发现组件的集成包含在Ribbon库中。
  • 容错 - Ribbon API可以动态确定服务是否在工作环境中运行,并且可以检测到服务器是否停机。
  • 可配置的负载均衡规则 - Ribbon支持RoundRobinRule,AvailabilityFilteringRule,WeightedResponseTimeRule等开箱即用的规则,并且还支持自定义规则。

下面通过一个简单的例子介绍Ribbon是如何使用的。在本例中我们创建一个简单的微服务应用,使用Spring RestTemplate去调用服务提供者的服务,并配合Ribbon API实现负载均衡。服务提供方启动2个服务实例,使用WeightedResponseTimeRule负载均衡策略,在配置文件中指定服务列表。通过服务名的方式实现在2个服务实例间的负载。

1 依赖管理

在pom.xml里增加依赖库


    org.springframework.cloud
    spring-cloud-starter-ribbon

2 Ribbon配置

Ribbon API支持下面这些内容的配置

  • Rule — 逻辑组件,指定我们在应用程序中使用的负载均衡规则。
  • Ping — 一个组件,它指定了用于实时确定服务器可用性的机制。
  • ServerList — 可以是动态或静态的。在我们的例子中,我们使用的是一个静态的服务器列表,我们直接在应用程序配置文件中定义了它们。
    下面是配置类
public class RibbonConfiguration {
    @Autowired
    IClientConfig ribbonClientConfig;

    // 判断服务实例是否有效,ping某个url判断其是否alive
    @Bean
    public IPing ribbonPing(IClientConfig config) {
        return new PingUrl();
    }

    // 负载均衡策略,根据服务实例的运行情况来计算权重
    @Bean
    public IRule ribbonRule(IClientConfig config) {
        return new WeightedResponseTimeRule();
    }
}

3 配置文件

application.yml

spring:
  application:
    name: spring-cloud-ribbon

server:
  port: 8888

ping-server:
  ribbon:
    eureka:
      enabled: false
    listOfServers: localhost:8081,localhost:8082
    ServerListRefreshInterval: 15000

在上面的文件中定义了

  • 应用的名称
  • 应用的端口
  • 服务列表的名称:ping-server
  • 禁用 eureka服务发现组件,不把此客户端发布为服务
  • 定义了用于负载平衡的服务器列表,在这里有2个服务器
  • 配置服务器的刷新频率

4 RibbonClient

现在实现Ribbon客户端

@SpringBootApplication
@RestController
@RibbonClient(name = "ping-a-server", configuration = RibbonConfiguration.class)
public class ServerLocationApp {

    @LoadBalanced
    @Bean
    RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    @Autowired
    RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping("/server-location")
    public String serverLocation() {
        String servLoc = this.restTemplate.getForObject("http://ping-server/locate", String.class);
        return servLoc;
    }

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

我们定义了一个Controller类通过@RestController注解并添加了@RibbonClient注解。注解里的配置就是前面定义的配置类,在这个类中我们为这个应用程序提供了所需的Ribbon API配置。需注意的是在RestTemplate上使用了@LoadBalanced注解表示使用RestTemplate去调用服务时进行负载均衡。

5 服务提供者

一个简单的定位服务。

@Configuration
@EnableAutoConfiguration
@RestController
public class TestServiceProvider {

    @RequestMapping(value = "/locate")
    public String locationDetails() {
        return "Beijing";
    }
}

6 测试

通过一个测试用例启动2个服务实例,然后调用RibbonClient得到定位信息。

@SuppressWarnings("unused")
@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = ServerLocationApp.class, webEnvironment = SpringBootTest.WebEnvironment.RANDOM_PORT)
public class ServerLocationAppIntegrationTest {
    ConfigurableApplicationContext application2;
    ConfigurableApplicationContext application3;

    @Before
    public void startApps() {
        this.application2 = startApp(8081);
        this.application3 = startApp(8082);
    }

    @After
    public void closeApps() {
        this.application2.close();
        this.application3.close();
    }

    @LocalServerPort
    private int port;

    @Autowired
    private TestRestTemplate testRestTemplate;

    @Test
    public void loadBalancingServersTest() throws InterruptedException {
        // 调用Ribbon客户端
        ResponseEntity response = this.testRestTemplate
                .getForEntity("http://localhost:" + this.port + "/server-location", String.class);
        assertEquals(response.getBody(), "Beijing");
    }

    // 启动服务实例
    private ConfigurableApplicationContext startApp(int port) {
        return SpringApplication.run(TestServiceProvider.class, "--server.port=" + port, "--spring.jmx.enabled=false");
    }
}

7 总结

在本文中我们介绍了Ribbon API并通过一个简单的应用说明了它是如何实现的。Ribbon API不仅提供了客户端负载均衡算法还内置了一些容错保护,如前所述它可以通过不断的ping服务器来确定服务器的可用性和排除掉不能提供服务的服务器。除此之外,它还实现了断路器模式,根据指定的标准过滤服务器。断路器模式不用等待超时而迅速拒绝请求失败的服务器的请求,从而最大限度地减少服务器故障对性能的影响。

本例中的代码可以在 GitHub repository 中找到。

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