Ribbon的作用是负载均衡，但是根据我面试他人的情况来看，很多人只忙于业务，而不清楚具体的底层原理，在面试中是很容易吃亏的。基于此，本文就来分析一下Ribbon的原理，如果看不惯的话，可以直接看最后的总结。
一、基础概念
1.什么是Ribbon
目前主流的负载方案分为以下两种：
- 集中式负载均衡，在消费者和服务提供方中间使用独立的代理方式进行负载，有硬件的（比如 F5），也有软件的（比如 Nginx）。
- 客户端根据自己的请求情况做负载均衡，Ribbon 就属于客户端自己做负载均衡。
Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon 实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置，如超时，重试等。通过Load Balancer获取到服务提供的所有机器实例，Ribbon会自动基于某种规则(轮询，随机)去调用这些服务。Ribbon也可以实现我们自己的负载均衡算法。
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2.ribbon实现远程调用并负载均衡
1）模拟ribbon实现
以下代码体现了ribbon实现负载均衡的思路
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
@RequestMapping(value = "/findOrderByUserId/{id}")
public R findOrderByUserId(@PathVariable("id") Integer id) {
// RestTemplate调用
//String url = "http://localhost:8020/order/findOrderByUserId/"+id;
//模拟ribbon实现
String url = getUri("mall-order")+"/order/findOrderByUserId/"+id;
// 添加@LoadBalanced
//String url = "http://mall-order/order/findOrderByUserId/"+id;
R result = restTemplate.getForObject(url,R.class);
return result;
}
@Autowired
private DiscoveryClient discoveryClient;
public String getUri(String serviceName) { // 拿到服务的所有实例 List<ServiceInstance> serviceInstances = discoveryClient.getInstances(serviceName);
if (serviceInstances == null || serviceInstances.isEmpty()) {
return null;
}
int serviceSize = serviceInstances.size();
//轮询，获得其中的某一个实例节点
int indexServer = incrementAndGetModulo(serviceSize);
return serviceInstances.get(indexServer).getUri().toString();
}
private AtomicInteger nextIndex = new AtomicInteger(0);
// 轮询算法private int incrementAndGetModulo(int modulo) {
for (;;) {
int current = nextIndex.get();
int next = (current + 1) % modulo;
if (nextIndex.compareAndSet(current, next) && current < modulo){
return current;
}
}
}
2）ribbon使用
编写一个客户端来调用接口
public class RibbonDemo {
public static void main(String[] args) {
// 服务列表
List<Server> serverList = Lists.newArrayList(
new Server("localhost", 8020),
new Server("localhost", 8021));
// 构建负载实例
ILoadBalancer loadBalancer = LoadBalancerBuilder.newBuilder()
.buildFixedServerListLoadBalancer(serverList);
// 调用 5 次来测试效果
for (int i = 0; i < 5; i++) {
String result = LoadBalancerCommand.<String>builder()
.withLoadBalancer(loadBalancer).build()
.submit(new ServerOperation<String>() {
@Override
public Observable<String> call(Server server) {
String addr = "http://" + server.getHost() + ":" +
server.getPort() + "/order/findOrderByUserId/1";
System.out.println(" 调用地址：" + addr);
URL url = null;
try {
url = new URL(addr);
HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
conn.setRequestMethod("GET");
conn.connect();
InputStream in = conn.getInputStream();
byte[] data = new byte[in.available()];
in.read(data);
return Observable.just(new String(data));
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}).toBlocking().first();
System.out.println(" 调用结果：" + result);
}
}
}
二、架构设计
1.客户端的负载均衡
例如spring cloud中的ribbon，客户端会有一个服务器地址列表，在发送请求前通过负载均衡算法选择一个服务器，然后进行访问，这是客户端负载均衡；即在客户端就进行负载均衡算法分配。
2 服务端的负载均衡
例如Nginx，通过Nginx进行负载均衡，先发送请求，然后通过负载均衡算法，在多个服务器之间选择一个进行访问；即在服务器端再进行负载均衡算法分配
3.Ribbon实现原理
Ribbon 通过在客户端发起请求前选择目标服务实例的方式实现负载均衡。它维护了服务实例的列表，通过一定的策略选择实例，将请求发送到选定的服务。
三、内部核心实现原理
1.@LoadBalanced 注解原理
参考源码：LoadBalancerAutoConfiguration
@LoadBalanced利用@Qualifier作为restTemplates注入的筛选条件，筛选出具有负载均衡标识的RestTemplate。
被@LoadBalanced注解的restTemplate会被定制，添加LoadBalancerInterceptor拦截器。
2.Ribbon负载均衡策略
1、RandomRule：随机选择一个Server。
2、RetryRule：对选定的负载均衡策略机上重试机制，在一个配置时间段内当选择Server不成功，则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server。
3、RoundRobinRule：轮询选择， 轮询index，选择index对应位置的Server。4、AvailabilityFilteringRule：过滤掉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后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。5、BestAvailableRule：选择一个最小的并发请求的Server，逐个考察Server，如果Server被tripped了，则跳过。
6、WeightedResponseTimeRule：根据响应时间加权，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。
7、ZoneAvoidanceRule：默认的负载均衡策略，即复合判断Server所在区域的性能和Server的可用性选择Server，在没有区域的环境下，类似于轮询(RandomRule)
8、NacosRule: 同集群优先调用
1.修改默认负载均衡策略
全局配置：调用其他微服务，一律使用指定的负载均衡算法
@Configuration
public class RibbonConfig {
/**
* 全局配置
* 指定负载均衡策略
* @return
*/
@Bean
public IRule() {
// 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机权重）
return new NacosRule();
}
局部配置：调用指定微服务提供的服务时，使用对应的负载均衡算法
修改application.yml
# 被调用的微服务名
mall-order:
ribbon:
# 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机&权重）
NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule
2.自定义负载均衡策略
通过实现 IRule 接口可以自定义负载策略，主要的选择服务逻辑在 choose 方法中。
@Slf4j
public class NacosRandomWithWeightRule extends AbstractLoadBalancerRule {
@Autowired
private NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties;
@Override
public Server choose(Object key) {
DynamicServerListLoadBalancer loadBalancer = (DynamicServerListLoadBalancer) getLoadBalancer();
String serviceName = loadBalancer.getName();
NamingService namingService = nacosDiscoveryProperties.namingServiceInstance();
try {
//nacos基于权重的算法
Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance(serviceName);
return new NacosServer(instance);
} catch (NacosException e) {
log.error("获取服务实例异常：{}", e.getMessage());
e.printStackTrace();
}
return null;
}
@Override
public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {
}
3.加载策略懒加载和饿加载
在进行服务调用的时候，如果网络情况不好，第一次调用会超时。
Ribbon默认懒加载，意味着只有在发起调用的时候才会创建客户端。
开启饥饿加载，解决第一次调用慢的问题
ribbon:
eager-load:
# 开启ribbon饥饿加载
enabled: true
# 配置mall-order使用ribbon饥饿加载，多个使用逗号分隔
clients: mall-order
源码对应属性配置类：RibbonEagerLoadProperties
测试：
四、总结
通过这张图来总结一下整个ribbon负载均衡的流程。
1、发送请求，被LoadBalancerInterceptor拦截器拦截，请求被交给ribbon来处理
2、拦截器拦截请求，交给了RibbonLoadBalancerClient的execute方法（下面的逻辑都是包含在这个方法中）
3、在进行负载均衡之前首先得知道有哪些服务实例信息，所以通过DynamicServerListLoadBalancer的updateListOfServers方法从注册中心（Eureka）那里获取到了所有的服务实例信息，并且会定时更新
4、使用负载均衡算法（默认轮询算法）从所有的服务实例信息中选择一台机器出来
5、将请求发送给负载均衡选择出来的服务实例上去
标签：面试官,调用,负载,Server,Ribbon,均衡,ribbon From： https://blog.csdn.net/u010020088/article/details/143775197