后端编程

Spring Cloud Ribbon 负载均衡调用服务

预计阅读时间 10 分钟
发布于 2021-02-05
总计 2.2k 字
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Ribbon 简介

Spring Cloud Ribbon 是 Spring Cloud Netflix 子项目的核心组件之一，主要给服务间调用及 API 网关转发提供负载均衡的功能，本文将对其用法进行详细介绍。

在微服务架构中，很多服务都会部署多个，其他服务去调用该服务的时候，如何保证负载均衡是个不得不去考虑的问题。负载均衡可以增加系统的可用性和扩展性，当我们使用RestTemplate来调用其他服务时，Ribbon 可以很方便的实现负载均衡功能。

RestTemplate 的使用

RestTemplate 是一个 HTTP 客户端，使用它我们可以方便的调用 HTTP 接口，支持 GET、POST、PUT、DELETE 等方法。

GET 请求方法

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<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> T getForObject(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> T getForObject(URI url, Class<T> responseType);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> getForEntity(URI var1, Class<T> responseType);

getForObject 方法

返回对象为响应体中数据转化成的对象，举例如下：

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@GetMapping("/{id}")
public CommonResult getUser(@PathVariable Long id) {
    return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);
}

getForEntity 方法

返回对象为 ResponseEntity 对象，包含了响应中的一些重要信息，比如响应头、响应状态码、响应体等，举例如下：

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@GetMapping("/getEntityByUsername")
public CommonResult getEntityByUsername(@RequestParam String username) {
    ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(userServiceUrl + "/user/getByUsername?username={1}", CommonResult.class, username);
    if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
        return entity.getBody();
    } else {
        return new CommonResult("操作失败", 500);
    }
}

POST 请求方法

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<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> T postForObject(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> T postForObject(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Object... uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(String url, @Nullable Object request, Class<T> responseType, Map<String, ?> uriVariables);

<T> ResponseEntity<T> postForEntity(URI url, @Nullable Object request, Class<T> responseType);

postForObject 示例

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@PostMapping("/create")
public CommonResult create(@RequestBody User user) {
    return restTemplate.postForObject(userServiceUrl + "/user/create", user, CommonResult.class);
}

postForEntity 示例

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@PostMapping("/create")
public CommonResult create(@RequestBody User user) {
    return restTemplate.postForEntity(userServiceUrl + "/user/create", user, CommonResult.class).getBody();
}

PUT 请求方法

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void put(String url, @Nullable Object request, Object... uriVariables);

void put(String url, @Nullable Object request, Map<String, ?> uriVariables);

void put(URI url, @Nullable Object request);

PUT 请求示例

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@PutMapping("/update")
public CommonResult update(@RequestBody User user) {
    restTemplate.put(userServiceUrl + "/user/update", user);
    return new CommonResult("操作成功",200);
}

DELETE 请求方法

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void delete(String url, Object... uriVariables);

void delete(String url, Map<String, ?> uriVariables);

void delete(URI url);

DELETE 请求示例

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@DeleteMapping("/delete/{id}")
public CommonResult delete(@PathVariable Long id) {
   restTemplate.delete(userServiceUrl + "/user/delete/{1}", null, id);
   return new CommonResult("操作成功",200);
}

创建服务提供者

首先我们创建一个 user-service，用于给 Ribbon 提供服务调用。

引入依赖

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

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

相关配置

主要是配置了端口和注册中心地址。

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server:
  port: 8201
spring:
  application:
    name: user-service
eureka:
  client:
    register-with-eureka: true
    fetch-registry: true
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8001/eureka/

创建 Controller

UserController 类定义了对 User 对象常见的 CRUD 接口。

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@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    private Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(this.getClass());

    @Autowired
    private UserService userService;

    @PostMapping("/create")
    public CommonResult create(@RequestBody User user) {
        userService.create(user);
        return new CommonResult("操作成功", 200);
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public CommonResult<User> getUser(@PathVariable Long id) {
        User user = userService.getUser(id);
        LOGGER.info("根据id获取用户信息，用户名称为：{}",user.getUsername());
        return new CommonResult<>(user);
    }

    @GetMapping("/getUserByIds")
    public CommonResult<List<User>> getUserByIds(@RequestParam List<Long> ids) {
        List<User> userList= userService.getUserByIds(ids);
        LOGGER.info("根据ids获取用户信息，用户列表为：{}",userList);
        return new CommonResult<>(userList);
    }

    @GetMapping("/getByUsername")
    public CommonResult<User> getByUsername(@RequestParam String username) {
        User user = userService.getByUsername(username);
        return new CommonResult<>(user);
    }

    @PostMapping("/update")
    public CommonResult update(@RequestBody User user) {
        userService.update(user);
        return new CommonResult("操作成功", 200);
    }

    @PostMapping("/delete/{id}")
    public CommonResult delete(@PathVariable Long id) {
        userService.delete(id);
        return new CommonResult("操作成功", 200);
    }
}

创建服务消费者

这里我们创建一个 ribbon-service 模块来调用 user-service 模块演示负载均衡的服务调用。

引入依赖

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<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-client</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

相关配置

主要是配置了端口、注册中心地址及 user-service 的调用路径。

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server:
  port: 8301
spring:
  application:
    name: ribbon-service
eureka:
  client:
    register-with-eureka: true
    fetch-registry: true
    service-url:
      defaultZone: http://localhost:8001/eureka/
service-url:
  user-service: http://user-service

使用 @LoadBalanced 注解赋予 RestTemplate 负载均衡的能力。使用 Ribbon 的负载均衡功能非常简单，和直接使用 RestTemplate 没什么两样，只需给 RestTemplate 添加一个 @LoadBalanced 即可。

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@Configuration
public class RibbonConfig {

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

创建 Controller

注入 RestTemplate，使用其调用 user-service 中提供的相关接口，这里对 GET 和 POST 调用进行了演示，其他方法调用均可参考。

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@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserRibbonController {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Value("${service-url.user-service}")
    private String userServiceUrl;

    @GetMapping("/{id}")
    public CommonResult getUser(@PathVariable Long id) {
        return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/{1}", CommonResult.class, id);
    }

    @GetMapping("/getByUsername")
    public CommonResult getByUsername(@RequestParam String username) {
        return restTemplate.getForObject(userServiceUrl + "/user/getByUsername?username={1}", CommonResult.class, username);
    }

    @GetMapping("/getEntityByUsername")
    public CommonResult getEntityByUsername(@RequestParam String username) {
        ResponseEntity<CommonResult> entity = restTemplate.getForEntity(userServiceUrl + "/user/getByUsername?username={1}", CommonResult.class, username);
        if (entity.getStatusCode().is2xxSuccessful()) {
            return entity.getBody();
        } else {
            return new CommonResult("操作失败", 500);
        }
    }

    @PostMapping("/create")
    public CommonResult create(@RequestBody User user) {
        return restTemplate.postForObject(userServiceUrl + "/user/create", user, CommonResult.class);
    }

    @PostMapping("/update")
    public CommonResult update(@RequestBody User user) {
        return restTemplate.postForObject(userServiceUrl + "/user/update", user, CommonResult.class);
    }

    @PostMapping("/delete/{id}")
    public CommonResult delete(@PathVariable Long id) {
        return restTemplate.postForObject(userServiceUrl + "/user/delete/{1}", null, CommonResult.class, id);
    }
}

负载均衡功能演示

  • 启动 eureka-server 于 8001 端口

  • 启动 user-service 于 8201 端口

  • 启动另一个 user-service 于 8202 端口，可以通过修改 IDEA 中的 Spring Boot 的启动配置实现

  • 此时运行中的服务如下

  • 调用接口进行测试：http://localhost:8301/user/1

  • 可以发现运行在 8201 和 8202 的 user-service 控制台交替打印如下信息

Ribbon的常用配置

#### 全局配置 
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ribbon:
  ConnectTimeout: 1000 #服务请求连接超时时间（毫秒）
  ReadTimeout: 3000 #服务请求处理超时时间（毫秒）
  OkToRetryOnAllOperations: true #对超时请求启用重试机制
  MaxAutoRetriesNextServer: 1 #切换重试实例的最大个数
  MaxAutoRetries: 1 # 切换实例后重试最大次数
  NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #修改负载均衡算法

指定服务进行配置

与全局配置的区别就是ribbon节点挂在服务名称下面，如下是对ribbon-service调用user-service时的单独配置。

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user-service:
  ribbon:
    ConnectTimeout: 1000 #服务请求连接超时时间（毫秒）
    ReadTimeout: 3000 #服务请求处理超时时间（毫秒）
    OkToRetryOnAllOperations: true #对超时请求启用重试机制
    MaxAutoRetriesNextServer: 1 #切换重试实例的最大个数
    MaxAutoRetries: 1 # 切换实例后重试最大次数
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #修改负载均衡算法

Ribbon 的负载均衡策略

所谓的负载均衡策略，就是当A服务调用B服务时，此时B服务有多个实例，这时A服务以何种方式来选择调用的B实例，Ribbon 可以选择以下几种负载均衡策略。
  • com.netflix.loadbalancer.RandomRule：从提供服务的实例中以随机的方式；
  • com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule：以线性轮询的方式，就是维护一个计数器，从提供服务的实例中按顺序选取，第一次选第一个，第二次选第二个，以此类推，到最后一个以后再从头来过；
  • com.netflix.loadbalancer.RetryRule：在 RoundRobinRule 的基础上添加重试机制，即在指定的重试时间内，反复使用线性轮询策略来选择可用实例；
  • com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule：对 RoundRobinRule 的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择；
  • com.netflix.loadbalancer.BestAvailableRule：选择并发较小的实例；
  • com.netflix.loadbalancer.AvailabilityFilteringRule：先过滤掉故障实例，再选择并发较小的实例；
  • com.netflix.loadbalancer.ZoneAwareLoadBalancer：采用双重过滤，同时过滤不是同一区域的实例和故障实例，选择并发较小的实例。

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