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SpringCloud Netfilx Ribbon负载均衡工具使用方法介绍

2022-12-12 09:41:35

Ribbon是Netflix的组件之一,负责注册中心的负载均衡,有助于控制HTTP和TCP客户端行为。Spring Cloud Netflix Ribbon一般配合Ribbon进行使用,利用在Eureka中读取的服务信息,在调用服务节点时合理进行负载!

一、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,包括后续我们将要学习的OpenFeign,它也是基于Ribbon实现负载均衡的远程服务调用工具。所以,对Spring Cloud Ribbon的理解和使用,对于我们使用Spring Cloud来构建微服务非常重要.

二、使用

@Service
public class ApplicationClientServiceImpl implements ApplicationClientService {
/**
 * Ribbon提供的负载均衡器
 */
@Autowired
private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
@Override
public String client() {
ServiceInstance si = loadBalancerClient.choose("application-service");
// 获取Application Service IP。
System.out.println(si.getHost());
// 获取Ip及端口。
System.out.println(si.getInstanceId());
// 端口 
System.out.println(si.getPort());
// 应用程序名 application-service
System.out.println(si.getServiceId());
// URI http://Application Service IP:端口
System.out.println(si.getUri().toString());
return null;
}
}

三、SpringWeb之RestTemplate基于Http协议的远程访问

要想使用RestRemplate必须自己配置

package com.bjsxt.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@Configuration
public class MyConfig {
@Bean
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}

(1)控制器

@RestController
public class ServerController {
@Value("${server.port}")
private int port;
/**
 * 返回类型为集合,泛型为自定类型。
 */
@RequestMapping("/returnUsers")
public List<User> returnUsers(int nums){
List<User> result = new ArrayList<>();
for(int i = 0; i < nums; i++){
result.add(new User(100 + i, "姓名-" + i, 20+i));
}
return result;
}
/**
 * 任意请求方式, 返回值类型是集合。相对复杂的Java类型。
 * @return
 */
@RequestMapping("/returnList")
public List<String> returnList(int nums){
List<String> result = new ArrayList<>();
for(int i = 0; i < nums; i++){
result.add("返回结果 - " + i);
}
return result;
}
/**
 * 任意请求,传递路径地址参数
 * @param name
 * @param age
 * @return
 */
@RequestMapping("/restfulParams/{name}/{age}")
public String restfulParams(@PathVariable("name") String name,
@PathVariable int age){
System.out.println("端口号: " + port + ", 任意请求方式,restful参数, name = " +
name + " ; age = " + age);
return "restful参数, name = " + name + " ; age = " + age;
}
/**
 * post请求,请求体传递参数。参数使用@RequestBody处理。
 */
@PostMapping("/postBodyParams")
public String postBodyParams(@RequestBody Map<String, String> params){
System.out.println("端口号: " + port + " , post请求,有请求体参数, params = " +
params);
return "post请求,请求体参数, params = " + params;
}
/**
 * post请求,有参数
 */
@PostMapping("/postWithParams")
public String postWithParams(String name, int age){
System.out.println("端口号: " + port + " , post请求,有参数, name = " +
name + " ; age = " + age);
return "post请求有参数 : name = " +
name + " ; age = " + age;
}
/**
 * post请求,没有参数
 */
@PostMapping("/postNoParams")
public String postNoParams(){
System.out.println("端口号: " + port + " , post请求,没有参数");
return "post请求,没有参数";
}
/**
 * get请求,包含参数
 */
@GetMapping("/getWithParams")
public String getWithParams(String name, int age){
System.out.println("端口号: " + port + " 。 get请求,有参数, name = "
+ name + " ; age = " + age);
return "get请求,包含参数 : name = " + name + " ; age = " + age;
}
/**
 * get请求,没有参数
 * @return
 */
@GetMapping("/getNoParams")
public String getNoParams(){
System.out.println("端口号:" + port + "。 get请求,无参数。");
return "get请求,无参数。";
}
}

(2)无参数GET请求-getForObject

/**
 * 发get请求。
 * 没有请求参数
 *
 * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Object... params)
 * url - 要访问的具体地址
 * returnValueType - 服务器返回的响应体数据类型
 * params - 可选的请求参数
 * return - 响应体中的具体内容。
 */
@Test
public void testGetNoParams(){
// 定义要访问的地址是什么
String url = baseUrl + "/getNoParams";
// 发get请求。没有参数
String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
System.out.println("服务器返回:" + result);
}

(3)有参数GET请求-getForObject

/**
 * get请求,有参数
 * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Object... params)
 * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Map params)
 * 传递参数,就是处理请求地址url,并传递需要的参数。
 * 要传递参数,则处理请求地址url。使用{名字}作为占位变量。传递参数的时候,
 * 可以根据占位变量从左至右的顺序,使用可变长数组依次传递。
 * 也可以根据占位变量名称,做指定传递,使用map集合传递,map的key就是占位变量名,
 * map的value,是要传递的请求参数。
 */
@Test
public void testGetWithParams(){
String url = baseUrl + "/getWithParams?name={x}&age={y}";
String result1 =
restTemplate.getForObject(url, String.class,
"张三", "20");
System.out.println("可变长数组传递参数,服务器返回:" + result1);
System.out.println("==========================================");
Map<String, Object> params = new HashMap<>();
params.put("x", "李四");
params.put("y", 25);
String result2 =
restTemplate.getForObject(url, String.class, params);
System.out.println("Map集合传递参数,服务器返回:" + result2);
}

(4)GET请求-getForEntity

/**
 * 在RestTemplate中。除方法getForObject以外,还有getForEntity。
 *  方法除返回值类型,其他一致。
 * <T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> returnValueType,
 *   Object... params)
 * ResponseEntity - 包含响应头和响应体。
 * 如果需要对响应头做特殊处理,使用getForEntity方法。
 */
@Test
public void testGetForEntity(){
String url = baseUrl + "/getNoParams";
ResponseEntity<String> entity =
restTemplate.getForEntity(url, String.class);
HttpHeaders headers = entity.getHeaders();
for(String headerName : headers.keySet()){
System.out.println("响应头: " + headerName + " = "
+ headers.get(headerName));
}
System.out.println("响应状态码: " + entity.getStatusCodeValue());
System.out.println("响应体数据: " + entity.getBody());
}

(5)无参数POST请求

/**
 * post请求,没有参数
 * <T> T postForObject(String url, Object body, Class<T> returnBodyType,
 *Object... params);
 * <T> T postForObject(String url, Object body, Class<T> returnBodyType,
 *Map params);
 * body参数 - 使用post请求方式发请求的时候,请求体是什么?
 *   建议传递的对象类型是HttpEntity。
 *   如果对请求体没有要求,可以传递null。
 */
@Test
public void testPostNoParams(){
String url = baseUrl + "/postNoParams";
String result =
restTemplate.postForObject(url, null, String.class);
System.out.println("post请求,无参数,服务器返回:" + result);
}

(6)post请求路径地址传递参数

/**
 * post请求,有参数
 * 1. 请求地址传递参数。 请求头传参。 传参方式和get一样。
 * 2. 请求体表单参数。 请求体传参。 需要提供请求体数据
 */
@Test
public void testPostWithParamsPath(){
String url = baseUrl + "/postWithParams?name={1}&age={2}";
String result =
restTemplate.postForObject(url, null, String.class,
"王五", 30);
System.out.println(result);
}

(7)post请求表单传递参数

/**
 * spring web在处理请求头和请求体的时候,
 * 需要HttpMessageConverter提供数据转换处理。
 * HttpMessageConverter是接口,由Spring WEB定义。
 * 具体实现,需要依赖不同的具体技术实现。
 * 一般都使用jackson做实现。请求头和体数据,都是基于JSON转换的。
 */
@Test
public void testPostWithParamsForm(){
String url = baseUrl + "/postWithParams";
// 创建请求体信息。
// 请求头, 表单请求。  application/x-www-form-urlencoded
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.add("content-type", "application/x-www-form-urlencoded");
// 表单
MultiValueMap<String, Object> form =
new LinkedMultiValueMap<>();
// add 提供一个 请求参数 名 = 值。
form.add("name", "尼古拉斯.赵四");
form.add("age", 40);
// put 提供 键值对
//form.put("name", Arrays.asList("尼古拉斯.赵四"));
//List<Object> ages = new ArrayList<>();
//ages.add(40);
//form.put("age", ages);
HttpEntity<MultiValueMap<String, Object>> entity = new HttpEntity<>(form, headers);
String result =
restTemplate.postForObject(url, entity, String.class);
System.out.println(result);
}

(8)post请求请求体传递参数

/**
 * post请求,有参数
 * 使用请求体传递参数。@RequestBody处理请求参数。
 *  1. 请求参数只能在请求体中,以字符串描述,且是一个完整的请求参数。此参数没有名称。如:JSON
 *  2. 请求头 content-type的设置,和具体的参数值的格式相关,如: JSON对应的content-type是application/json
 * 如:xml字符串对应的content-type是application/xml
 *  3. 请求体传递的参数,只能由唯一的一个完整参数。可以同时携带表单参数和地址栏参数。
 */
@Test
public void testPostBodyParams(){
String url = baseUrl + "/postBodyParams";
// 创建请求参数, 使用JSON格式的字符串,描述一个Map集合。
String params = "{\"key1\":\"value1\", \"key2\":\"value2\"}";
// 创建请求时,使用的请求体描述
HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
headers.add("content-type", "application/json;charset=utf-8");
HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(params, headers);
String result = restTemplate.postForObject(url, entity, String.class);
System.out.println("返回结果:" + result);
}
@Test
public void testPostBodyParams2(){
// 可以使用简单的处理方案,实现请求体传递JSON格式的数据
// 使用postForObject(),第二个参数,直接传递一个Java对象,作为请求体中传递的参数。
// 参数没有名字,由RestTemplate做数据转换,默认使用JSON格式字符串做转换结果。
String url = baseUrl + "/postBodyParams";
// 创建Map类型的参数对象
Map<String, String> params = new HashMap<>();
params.put("name", "测试");
params.put("gender", "男");
// 请求服务器。 直接传递java对象,默认请求头content-type=application/json;charset=utf-8
String result = restTemplate.postForObject(url, params, String.class);
System.out.println("返回结果:" + result);
}

(9)RestFUL传递参数

/**
 * 使用get请求方式,传递restful参数
 */
@Test
public void testRestfulParams(){
String url = baseUrl + "/restfulParams/{name}/{age}";
// 访问
String result = restTemplate.getForObject(url, String.class, "restful", "15");
System.out.println(result);
}

(10)Exchange通用处理方案(处理相对复杂的结果类型例如自定义类型数组)

/**
 * RestTemplate类型中的通用方法,exchange。可以提交任意方式的请求。
 * 且可以定义相对复杂的返回类型。如:带有泛型要求的集合。
 *
 * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
 *Class<T> returnType, Object... params)
 * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
 *Class<T> returnType, Map params)
 * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
 *ParameterizedTypeReference<T> returnType, Object... params)
 * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
 *ParameterizedTypeReference<T> returnType, Map... params)
 */
@Test
public void testExchangeMethod(){
String url = baseUrl + "/returnList?nums={1}";
// 相对复杂的返回结果类型描述对象
url = baseUrl + "/returnUsers?nums={1}";
ParameterizedTypeReference<List<User>> type =
new ParameterizedTypeReference<List<User>>() {};
// 访问远程
ResponseEntity<List<User>> entity =
restTemplate.exchange(url, HttpMethod.GET, null, type, 3);
List<User> body = entity.getBody();
System.out.println(body);
}

四、调用Application Service集群

基于RestTemplate和Ribbon实现Application Client调用Application Service集群

(1)编写配置类

@Configuration
public class AppClientConfiguration {
/**
 * 创建RestTemplate对象的方法,增加注解
 * LoadBalanced - 把Spring Cloud封装的LoadBalancerClient于RestTemplate整合。
 * 让RestTemplate自带负载均衡能力。仅在当前的Ribbon环境中生效。
 * 逻辑是:
 *  请求  http://服务名称/具体地址.  RestTemplate解析请求地址。
 *  把服务名称解析出,作为参数,调用LoadBalancerClient中的choose方法。
 *  把返回的ServiceInstance.getUri().toASCIIString()作为服务器地址,拼接上
 *  请求的具体地址。访问远程。
 * @return
 */
@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
return new RestTemplate();
}
}

(2)发起远程调用

@Service
public class ApplicationClientServiceImpl implements ApplicationClientService {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
//http://服务名
private final String baseUrl = "http://eureka-client-app-service";
@Override
public String getNoParams() {
String url = baseUrl + "/getNoParams";
// 访问
String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
System.out.println(result);
return result;
}
}

五、Ribbon负载均衡算法

Ribbon的负载均衡策略是通过不同的类型来实现的(都是IRule接口的实现),下表详细介绍一些常用负载均衡策略及对应的Ribbon策略类。

编号 策略名称 策略对应的类名 实现原理
1 轮询策略(默认) RoundRobinRule 轮询策略表示每次都按照顺序取下一个application service,比如一共有5个application service,第1次取第1个,第2次取第2个,第3次取第3个,以此类推
2 权重轮询策略(常用,中小型项目使用) WeightedResponseTimeRule 1.根据每个application service的响应时间分配一个权重,响应时间越长,权重越小,被选中的可能性越低。 2.原理:一开始为轮询策略,并开启一个计时器,每30秒收集一次每个application service的平均响应时间,当信息足够时,给每个application service附上一个权重,并按权重随机选择application service,权重越高的application service会被高概率选中。
3 随机策略(不推荐,测试使用,开发使用) RandomRule 从application service列表中随机选择一个
4 最少并发数策略(应用在硬件软件环境一致的情况下,中小型项目使用) BestAvailableRule 选择正在请求中的并发数最小的application service,除非这个application service在熔断中。
5 重试策略。在“选定的负载均衡策略”基础上进行重试机制 RetryRule 1.“选定的负载均衡策略”这个策略是轮询策略RoundRobinRule 2.该重试策略先设定一个阈值时间段,如果在这个阈值时间段内当选择application service不成功,则一直尝试采用“选定的负载均衡策略:轮询策略”最后选择一个可用的application service
6 可用性敏感策略(一般在同区域内服务集群环境中使用) AvailabilityFilteringRule 过滤性能差的application service,有2种: 第一种:过滤掉在eureka中处于一直连接失败application service 第二种:过滤掉高并发的application service
7 区域敏感性策略(应用在大型的,物理隔离分布式环境中) ZoneAvoidanceRule 1.以一个区域为单位考察可用性,对于不可用的区域整个丢弃,从剩下区域中选可用的application service 2.如果这个ip区域内有一个或多个实例不可达或响应变慢,都会降低该ip区域内其他ip被选中的权重。

指定负载均衡策略,新增Bean对象管理方法

@Bean
public IRule iRule(){
return new RandomRule();
}

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