Ribbon的入门使用总结

1.简介:

Spring Cloud Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具，它基于NetflixRibbon实现。
通过SpringCloud的封装，可以让我们轻松地将面向服务的REST模版请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。
Spring Cloud Ribbon虽然只是一个工具类框架，它不像服务注册中心、配置中心、API网关那样需要独立部署，但是它几乎存在于每一个Spring Cloud构建的微服务和基础设施中。因为微服务间的调用，API网关的请求转发等内容，实际上都是通过Ribbon来实现的。

Ribbon 是一个进程间通信的客户端库，并且已经在云环境下经过大量的生产测试。它提供了以下功能：

• 负载均衡
• 容错机制
• 支持 HTTP、TCP、UDP 等多种协议，并支持异步和响应式的调用方式
• 缓存与批处理

2.实现方式

相比来说，客户端级别的负载均衡可以有更好的性能，因为不需要多经过一层代理服务器。并且，服务端级别的负载均衡需要额外考虑代理服务的高可用，以及请求量较大时的负载压力。因此，在微服务场景下，一般采用客户端级别的负载均衡为主。

对于客户端的负载均衡来说，最好搭配注册中心一起使用。这样，服务实例的启动和关闭，可以向注册中心发起注册和取消注册，保证能够动态的通知到客户端。

3.简单使用

以下是基于Nacos注册中心的案例，nacos可以参考
https://blog.csdn.net/weixin_38650898/article/details/106796136

3.1添加依赖包

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

<dependency>
     <groupId>com.alibaba.cloudgroupId>
     <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discoveryartifactId>
dependency>

3.2创建服务提供者

• bootstarp.yml配置文件

spring:
  application:
    name: cloud-provider
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置
        group: DEFAULT_GROUP
        # namespace: ad6f2982-2caa-47b0-a02d-95e3b8a54594
server:
  port: 8084

• 简单控制层

/**
 * @author ：xiao7
 * @date ：Created in 2020/7/8 20:38
 * @description ：服务提供者测试控制器
 */
@RestController
@RequestMapping("provider")
public class ProviderController {

    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @GetMapping("/index/{name}")
    public String testProvider(@PathVariable("name") String name) {
        return name + "端口号:" + port;
    }
}

• 启动类

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ProviderApplication8083 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ProviderApplication8083.class, args);
    }
}

3.3创建服务消费者

• bootstrap.yml配置文件

spring:
  application:
    name: cloud-consumer
  profiles:
    active: dev
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #Nacos服务注册中心地址
      config:
        server-addr: 127.0.0.1:8848 #Nacos作为配置中心地址
        file-extension: yaml #指定yaml格式的配置
        group: DEFAULT_GROUP
        # namespace: ad6f2982-2caa-47b0-a02d-95e3b8a54594
server:
  port: 8082

• 配置类

@LoadBalanced 注解，声明 RestTemplate Bean 被配置使用 Spring Cloud LoadBalancerClient（负载均衡客户端），实现在请求目标服务时，能够进行负载均衡。

@Configuration
public class CloudConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
        //Http的String转换器编码设置
        restTemplate.getMessageConverters().set(1, new StringHttpMessageConverter(StandardCharsets.UTF_8));
        return restTemplate;
    }
}

• 控制器

/**
 * @author ：xiao7
 * @date ：Created in 2020/7/8 20:38
 * @description ：服务提供者测试控制器
 */
@RestController
@RequestMapping("consumer")
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/index/{name}")
    public String testConsumer(@PathVariable("name") String name) {
        return restTemplate.getForObject("http://cloud-provider/provider/index/" + name, String.class);
    }
}

• 启动类

@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
public class ConsumerApplication8082 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication8082.class, args);
    }
}

3.4简单测试

• 启动两个不同的服务提供者和一个服务消费者测试
  

4.负载均衡策略

Ribbon 内置了 7 种负载均衡规则，如下图所示：

每个负载均衡规则说明如下：

策略	策略描述
RandomRule	随机选择一个 server
RoundRobinRule	轮询选择 server
ZoneAvoidanceRule	使用 ZoneAvoidancePredicate 和 AvailabilityPredicate 来判断是否选择某个 server。ZoneAvoidancePredicate 判断判定一个 zone 的运行性能是否可用，剔除不可用的 server；AvailabilityPredicate 用于过滤掉连接数过多的 server
BestAvailableRule	选择一个最小并发请求的 server
AvailabilityFilteringRule	过滤掉那些因为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的后端 server（activeConnections 超过配置的阈值）
WeightedResponseTimeRule	根据 server 的响应时间分配一个 weight，响应时间越长，weight 越小，被选中的可能性越低
RetryRule	对选定的负载均衡策略机上重试机制

5.自定义负载均衡策略

5.1 定义负载规则

继承AbstractLoadBalancerRule

/**
 * 每个服务调用五次
 *
 * @author xiao7
 */
public class FiveTimeRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    private AtomicInteger nextServerCyclicCounter;

    private AtomicInteger currentCount;

    public FiveTimeRule() {
        nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0);
        currentCount = new AtomicInteger(1);
    }

    public FiveTimeRule(ILoadBalancer lb) {
        this();
        setLoadBalancer(lb);
    }


    public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {
        if (lb == null) {
            return null;
        }

        Server server = null;

        while (true) {
            List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();
            List<Server> allServers = lb.getAllServers();
            int upCount = reachableServers.size();
            int serverCount = allServers.size();

            if ((upCount == 0) || (serverCount == 0)) {
                return null;
            }

            if (currentCount.get() <= 5) {
                server = allServers.get(nextServerCyclicCounter.get());
            } else {
                int nextServerIndex = incrementAndGetModulo(serverCount);
                server = allServers.get(nextServerIndex);
            }


            if (server == null) {

                Thread.yield();
                continue;
            }

            if (server.isAlive() && (server.isReadyToServe())) {
                if (currentCount.get() >= 5) {
                    currentCount.compareAndSet(currentCount.get(), 1);
                } else {
                    currentCount.incrementAndGet();
                }
                return (server);
            }
        }
    }

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        return choose(getLoadBalancer(), key);
    }

    private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
        for (; ; ) {
            int current = nextServerCyclicCounter.get();
            int next = (current + 1) % modulo;
            if (nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next)) {
                return next;
            }
        }
    }

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {

    }
}

5.2 配置文件配置

通过在配置文件中，添加 {clientName}.ribbon.{key}={value} 配置项，设置指定名字的 Ribbon 客户端的指定属性的值。如此，我们就可以实现 Ribbon 客户端级别的自定义配置。

修改 配置文件，额外添加如下配置：

cloud-provider:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: xiao7.cloud.consumer.FiveTimeRule # 自定义规则
    #  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 使用已有的其他规则

5.3 配置类配置

在启动类中加入@RibbonClient(value = "cloud-provider", configuration = FiveTimeRule.class)

/**
 * @author xiao7
 */
@EnableDiscoveryClient
@SpringBootApplication
@RibbonClient(value = "cloud-provider", configuration = FiveTimeRule.class)
public class ConsumerApplication8082 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ConsumerApplication8082.class, args);
    }
}

然后启动两个服务提供者，一个消费者测试~~

6.Ribbon常用配置

默认配置下，Ribbon 客户端是在首次请求服务时，才创建该服务的对应的 Ribbon 客户端。
可通过下面的配置，提前创建 Ribbon客户端。

ribbon:
  # Ribbon 饥饿加载配置项，对应 RibbonEagerLoadProperties 配置类
  eager-load:
    enabled: true # 是否开启饥饿加载。默认为 false 不开启
    clients: user-provider # 开启饥饿加载的 Ribbon 客户端名字。如果有多个，使用 , 逗号分隔。

Ribbon 只负责服务实例的选择，提供负载均衡的功能，而服务的 HTTP 调用则是交给 RestTemplate 来完成。实际上，Ribbon 也是提供 HTTP 调用功能的。
Ribbon 中，提供了 3 种 HTTP 客户端，如下：

ribbon:
  okhttp:
    enabled: true # 设置使用 OkHttp，对应 OkHttpRibbonConfiguration 配置类
  restclient:
    enabled: true # 设置使用 Jersey Client，对应 RestClientRibbonConfiguration 配置类
  httpclient:
    enabled: true # 设置使用 Apache HttpClient，对应 HttpClientRibbonConfiguration 配置类

Ribbon超时和重试配置

spring:	
  cloud:
     loadbalancer:
     	retry:	true
  ribbon:
    ConnectTimeout: 1000 # 请求的连接超时时间，单位：毫秒。默认为 1000
    ReadTimeout: 1 # 请求的读取超时时间，单位：毫秒。默认为 1000
    OkToRetryOnAllOperations: true # 是否对所有操作都进行重试，默认为 false。
    MaxAutoRetries: 0 # 对当前服务的重试次数，默认为 0 次。
    MaxAutoRetriesNextServer: 1 # 重新选择服务实例的次数，默认为 1 次。注意，不包含第 1 次哈。

7.官方文档

• 英文文档
  https://github.com/Netflix/ribbon/wiki
• 中文文档
  https://www.docs4dev.com/docs/zh/spring-cloud/Edgware.SR5/reference/multi_spring-cloud-ribbon.html