【SpringCloud(3)】Ribbon负载均衡:IRule原理轮询算法;LB负载均衡;loadbalancer和IRule组件;Ribbon和Ngin负载均衡的区别

本文涉及的产品
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,182元/月
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
云原生网关 MSE Higress,422元/月
简介: Spring Cloud Ribbon 是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具简单地说,Ribbon是Netflix发布的开源项目,主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时、重试等。就在在配置文件中列出Load Balancer(LB)后面所有的机器,Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询,随机链接等)去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法

1. Ribbon 负载均衡

Spring Cloud Ribbon 是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端的负载均衡工具

简单地说,Ribbon是Netflix发布的开源项目,==主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用==。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时、重试等。就在在配置文件中列出Load Balancer(LB)后面所有的机器,Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询,随机链接等)去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法

  • Ribbon在工作时分成两步:
    1. 先选择EurekaServer,它优先选择在同一个区域内负载较少的server
    2. 再根据用户指定的策略,再从server取到的服务注册列表中选择一个地址

Ribbon提供了多种策略:比如轮询、随机和根据响应时间加权

没有引入Ribbon其实也可以进行使用

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-raibbon</artifactId>
</dependency>

在引入较新版本的Eureka时就内部自带了Rabibbon

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</artifactId>
</dependency>

1.1 LB负载均衡是什么?

简答说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上,从而达到系统的HA(高可用)

常见的负载均衡有软件Nginx,LVS,硬件F5等

1.2 Ribbon本地负载客户端 和 Nginx服务端负载均衡的区别

Nginx是服务器负载均衡,客户端所有请求都会交给Nginx,然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。

Ribbon本地负载均衡,在调用微服务接口的时候,会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到JVM本地,从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

1.3 集中式LB(以请求为主)

  • 即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件,如F5,也可以是软件,如Nginx),由该设施负载把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方。

1.4 进程内LB(以本地调用为主)

  • 将LB逻辑集成到消费方,消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用,然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器
  • Ribbonb就属于进程内LB,它只是一个类库,集成于消费方进程,消费方通过它来获取到服务提供方的地址

2. 使用Ribbon —— IRule组件

如果在使用自定义负载均衡时报错,大概率是因为版本问题。springcloud在2020.0.0之后,移除掉了netflix-ribbon 使用eureka-client中的loadbalancer,使用自定义负载均衡不使用IRule接口。官方文档上有写,可以写一个配置类,可以与启动类同级

创建一个Config类:

package com.renex.springcloud.config;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RandomLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ReactorLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ServiceInstanceListSupplier;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.support.LoadBalancerClientFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.env.Environment;

@Configuration
public class CustomerLoadBalancerConfiguration {
   

    @Bean
    ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment, LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
   
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);

        return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name);
    }

}

再注册RestTemplate的类上添加上@LoadBalanceClient注解

@Configuration
@LoadBalancerClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration = CustomerLoadBalancerConfiguration.class)
public class ApplicatonContextConfig {
   

    /**
     * 获得RestTemplate;通过注解方式注入进IOC中
     *
     * @return
     */
    @Bean
    @LoadBalanced// 开启负载均衡
    public RestTemplate getRestTemplate() {
   
        return new RestTemplate();
    }
}

@LoadBalancerClient(name = "提供者名称",configuration = CustomerLoadBalancerConfiguration.class)

3. IRule 原理

负载均衡算法:
rest接口第几次请求书 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标,每次服务重启后rest接口计数从1开始

List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("CLOUD_PAYMENT_SERVICE");

当8001+8002组合成集群,它们共计2台机器,集群总数未2,按照轮询算法原理:

  • 当总请求数为1时:1%2=1 对应下标位置为1,则获得服务地址为127.0.0.1:8001
  • 当总请求数为2时:2%2=0 对应下标位置为0,则获得服务地址为127.0.0.1:8002
  • 当总请求数为3时:3%2=1 对应下标位置为1,则获得服务地址为127.0.0.1:8001
  • 当总请求数为4时:4%2=0 对应下标位置为0,则获得服务地址为127.0.0.1:8002
  • ...如此类推

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