Ribbon负载均衡

Ribbon介绍

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。通过Spring Cloud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其实就是一个软负载均衡的客户端组件，他可以和其他所需请求的客户端结合使用，可以结合eureka，zookeeper，consul的做种服务注册组件。

Ribbon负载功能的使用很简单，只需要@LoadBalanced 注解即可实现，如搭配RestTemplate实现负载均衡。

@Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

工作流程

Ribbon负载均衡

源码跟踪

为什么我们只输入了 service 名称就可以访问了呢？为什么不需要获取ip和端口，这显然有人帮我们根据 service 名称，获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor，这个类会在对 RestTemplate 的请求进行拦截，然后从 Eureka 根据服务 id 获取服务列表，随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息，替换服务 id。

我们进行源码跟踪：

Ribbon负载均衡

这里的 intercept() 方法，拦截了用户的 HttpRequest 请求，然后做了几件事：

request.getURI()：获取请求uri，即 http://user-service/user/8
originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id user-service
this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求

这里的 this.loadBalancer 是 LoadBalancerClient 类型

继续跟入 execute() 方法：

Ribbon负载均衡

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。
getServer(loadBalancer)：利用内置的负载均衡算法，从服务列表中选择一个。在图中可以看到获取了8082端口的服务

可以看到获取服务时，通过一个 getServer() 方法来做负载均衡:

Ribbon负载均衡

我们继续跟入：

Ribbon负载均衡

继续跟踪源码 chooseServer() 方法，发现这么一段代码：

Ribbon负载均衡

我们看看这个 rule 是谁：

Ribbon负载均衡

这里的 rule 默认值是一个 RoundRobinRule ，看类的介绍：

Ribbon负载均衡

负载均衡默认使用了轮训算法，当然我们也可以自定义。

流程总结

Spring Cloud Ribbon 底层采用了一个拦截器，拦截了 RestTemplate 发出的请求，对地址做了修改。

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 user-service
DynamicServerListLoadBalancer 根据 user-service 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:8081/user/1，发起真实请求

Ribbon负载均衡

负载均衡策略

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：

Ribbon负载均衡

不同规则的含义如下：

内置负载均衡规则类	规则描述
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。
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。并发连接数的上限，可以由客户端设置。
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。
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，是一种轮询方案。

自定义策略

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 类中，定义一个新的 IRule：

Ribbon负载均衡

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: # 给需要调用的微服务配置负载均衡规则，orderservice服务去调用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。

饥饿加载

当我们启动 orderservice，第一次访问时，时间消耗会大很多，这是因为 Ribbon 懒加载的机制。

Ribbon负载均衡

Ribbon 默认是采用懒加载，即第一次访问时才会去创建 LoadBalanceClient，拉取集群地址，所以请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建 LoadBalanceClient，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 # 项目启动时直接去拉取userservice的集群，多个用","隔开

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