SpringCloud--Ribbon解析

一、Spring Cloud Ribbon简介

Spring Cloud Ribbon是Spring Cloud生态系统中的一部分，是一套基于 Netflix Ribbon 实现的客户端负载均衡工具，由于Spring Cloud对其进行二次封装，可以将面向服务的Rest模板（RestTemplate）请求转换成客户端负载均衡的服务调用。且无需单独部署，只需要在项目中引入相关依赖，并在项目配置文件中进行相关配置后，便可以在客户端进行请求的负载均衡调用了。

二、Ribbon和Nginx负载均衡区别

Ribbon和Nginx都是常用的负载均衡解决方案，但它们各自有不同的特点和适用场景：

1. 位置不同：
   • Ribbon是客户端负载均衡器，它运行在客户端应用程序中。
   • Nginx是服务器负载均衡器，它运行在服务端，作为反向代理服务器。
2. 工作原理：
   • Ribbon通过编程方式在客户端应用中实现负载均衡，客户端直接与后端服务实例进行通信，并根据配置的规则选择目标服务。
   • Nginx作为反向代理，接收客户端请求后，根据配置的负载均衡策略将请求转发到后端服务的某个实例。
3. 配置方式：
   • Ribbon的负载均衡配置通常通过配置文件或编程方式完成，更灵活，可以针对不同服务定制不同的负载均衡策略。
   • Nginx的负载均衡配置通过编辑Nginx的配置文件完成，配置较为集中，适合统一管理多个服务的负载均衡。
4. 扩展性：
   • Ribbon适用于微服务架构中的服务间调用，每个客户端服务独立管理负载均衡，易于扩展和维护。
   • Nginx作为中心化的负载均衡器，适合处理大量并发连接和高流量的场景，但当服务数量增多时，配置和管理可能变得更加复杂。
5. 性能：
   • Ribbon由于运行在客户端，可能会增加客户端的计算负担。
   • Nginx作为专业的代理服务器，在处理静态资源、缓存和反向代理方面具有很好的性能。
6. 功能：
   • Ribbon提供了丰富的负载均衡策略和服务降级功能。
   • Nginx除了基本的负载均衡功能外，还提供了HTTP缓存、GZIP压缩、SSL终端化等多种高级功能。
7. 故障转移和健康检查：
   • Ribbon可以通过Ribbon Isolation和Ping机制来隔离故障实例和执行健康检查。
   • Nginx也支持健康检查，可以定期检测后端服务器的状态，并在必要时从负载均衡池中移除故障实例。

三、常见的Ribbon配置项

在使用Ribbon时，通常不需要手动配置太多的选项，因为Spring Cloud会提供一些默认的配置。如果需要对特定服务进行特殊配置，可以在该服务对应的bootstrap.yml或application.yml文件中覆盖默认配置。在YAML格式的配置文件中，配置项如下所示：

ribbon:
  eureka:
    enabled: true
  listOfServers: myservice:8080
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule
  MaxTotalHttpConnectionsPerHost: 500
  MaxHttpConnectionsPerServer: 200
  ConnectTimeout: 5000
  ReadTimeout: 10000

1. ribbon.eureka.enabled: 是否启用Eureka集成，默认值为true。
2. ribbon.eureka.fetchInterval: 从Eureka中获取服务列表的时间间隔，单位为毫秒，默认为60000。
3. ribbon.eureka.preferIpAddress: 在Eureka中注册的服务实例是以IP还是主机名的形式返回，默认为false（返回主机名）。
4. ribbon.listOfServers: 手动指定服务列表，格式为"host1:port1,host2:port2"。
5. ribbon.ServerListFilter: 用于过滤服务列表的策略，如ZonePreferenceServerListFilter、RandomRule等。
6. ribbon.MaxTotalHttpConnectionsPerHost: 每个服务实例最大HTTP连接数，默认值为200。
7. ribbon.MaxHttpConnectionsPerServer: 每个服务实例最大HTTP连接数，默认值为200。
8. ribbon.OkToRetryOnAllOperations: 是否对所有操作尝试重试，默认为true。
9. ribbon.MaxAutoRetries: 自动重试次数，不包括首次调用，默认为2。
10. ribbon.MaxAutoRetriesNextServer: 在当前服务实例失败后，自动重试的次数，默认为1。
11. ribbon.Interceptor: 可以添加自定义拦截器，用于修改请求或响应。
12. ribbon.ConnectTimeout: 连接超时时间，单位为毫秒，默认为1000。
13. ribbon.ReadTimeout: 读取超时时间，单位为毫秒，默认为5000。

四、Ribbon负载均衡策略

Spring Cloud Ribbon 提供了多种内置的负载均衡策略，以及支持自定义策略。以下是一些常用的内置负载均衡策略及其描述：

1. 轮询策略（RoundRobinRule）: 这是默认的负载均衡策略，它按照顺序轮流将请求分配给服务列表中的各个实例。
2. 随机策略（RandomRule）: 该策略会随机地从服务列表中选择一个实例来处理请求。
3. 权重响应时间策略（WeightedResponseTimeRule）: 该策略会考虑到每个服务实例的平均响应时间，响应时间越短的实例获得的权重越大，从而被选中的概率越高。
4. 重试策略（BestAvailableRule）: 这种策略会首先排除掉最近一次调用失败过的实例，然后从剩余的实例中选择一个响应时间最短的实例进行调用。如果所有实例最近都失败过，它会随机选择一个。
5. 可用性过滤策略（AvailabilityFilteringRule）: 该策略会排除掉最近一段时间内一直不健康的实例，然后从剩余的健康实例中按照权重来进行选择。

这些策略可以通过设置ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName属性来指定，例如在application.yml文件中配置如下：

ribbon:
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule

五、Ribbon自定义负载均衡策略

Ribbon也允许开发者通过实现IRule接口来自定义负载均衡规则。自定义的策略可以通过实现自己的规则类，并在配置文件中指定该类的全路径来使用。下面是一个简单的自定义负载均衡规则的例子，这个规则会总是选择列表中第一个可用的服务实例：

public class MyCustomRule implements IRule {
    @Override
    public Server choose(Object key) {
        // 获取可用的服务实例列表
        Server server = null;
        List<Server> servers = getServerList();
        if (!servers.isEmpty()) {
            // 选择列表中的第一个实例
            server = servers.get(0);
        }
        return server;
    }

    private List<Server> getServerList() {
        // 这里可以添加获取服务列表的逻辑，例如从Eureka获取
        // 为了示例简单，这里直接返回空列表
        return null;
    }
}

接下来，你需要在Spring Boot的配置文件中指定这个自定义规则类。在application.yml中添加以下配置：

ribbon:
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.yourpackage.MyCustomRule

六、Ribbon的Ping机制

Ribbon的Ping机制是用来检测后端服务实例是否健康的一种机制。Ribbon通过定期发送Ping请求到服务实例上，来判断服务实例是否存活并且能够处理请求。如果Ping请求成功，则认为该服务实例是健康的；如果失败，则认为该实例是不健康的，并且在负载均衡时不会被选中。默认情况下，Ribbon 使用简单的 HTTP 请求（通常是 GET 请求到 / 路径）来检测服务实例。但是，这种方法可能不适用于所有的服务。在一些场景下，你可能需要执行更复杂的检查，这时开发者可以自定义Ping操作，通过继承DummyPing或实现IPing接口，并重写isAlive方法来实现，以确定服务实例是否能够接受请求。以下是一个自定义Ping操作的简单示例：

public class CustomPing implements IPing {
    @Override
    public boolean isAlive(Server server) {
        String url = "http://" + server.getId() + "/healthCheck";
        boolean isAlive;
        HttpClient httpClient = new DefaultHttpClient();
        HttpUriRequest request = new HttpGet(url);
        try {
            HttpResponse response = httpClient.execute(request);
            isAlive = response.getStatusLine().getStatusCode() == 200;
        } catch (Exception e) {
            isAlive = false;
        } finally {
            request.abort();
        }
        return isAlive;
    }
}

然后，需要在Spring Boot的配置文件中指定这个自定义的Ping实现类。在application.yml中添加以下配置：

ribbon:
  NFLoadBalancerPingClassName: com.yourpackage.CustomPing

七、Ribbon结合Eureka实现客户端负载均衡调用

1.添加依赖
<!--Spring Cloud Ribbon 依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
    <version>2.2.9.RELEASE</version>
</dependency>
<!--Spring Cloud Eureka 客户端依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>


2.注入RestTemplate，通过@LoadBalanced注解开启负载均衡
@Configuration
public class RestTemplateConfiguration {
    @Bean
    @LoadBalanced //在客户端使用 RestTemplate 请求服务端时，开启负载均衡（Ribbon）
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}


3.设置配置文件application.properties
server:
  port: 80
# eureka配置
eureka:
  client:
    register-with-eureka: false # 本微服务为服务消费者，不需要将自己注册到服务注册中心
    fetch-registry: true  # 本微服务为服务消费者，需要到服务注册中心搜索服务
    service-url:
      defaultZone: http://eureka.com:8001/eureka/,http://eureka.com:8002/eureka/ #服务注册中心集群

4.接口调用
@GetMapping
public String getMessage(){
    String url="http://test-service/message";
    String message=restTemplate.getForObject(url,String.class);
    return message;
}