• SpringCloud之Ribbon(四)

    一：Ribbon是什么？

     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，将Netflix的中间层服务连接在一起。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。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer（简称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，随即连接等）去连接这些机器。我们也很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

       二:LB方案分类

    目前主流的LB方案可分成两类：一种是集中式LB, 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), 由该设施负责把访问请求通过某种策略转发至服务的提供方；另一种是进程内LB，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。Ribbon就属于后者，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。

       三：Ribbon的主要组件与工作流程

         Ribbon的核心组件(均为接口类型)有以下几个：

    ServerList 

    用于获取地址列表。它既可以是静态的(提供一组固定的地址)，也可以是动态的(从注册中心中定期查询地址列表)。

    ServerListFilter 

    仅当使用动态ServerList时使用，用于在原始的服务列表中使用一定策略过虑掉一部分地址。

    IRule 

    选择一个最终的服务地址作为LB结果。选择策略有轮询、根据响应时间加权、断路器(当Hystrix可用时)等。

    Ribbon在工作时首选会通过ServerList来获取所有可用的服务列表，然后通过ServerListFilter过虑掉一部分地址，最后在剩下的地址中通过IRule选择出一台服务器作为最终结果。

       四：Ribbon提供的主要负载均衡策略介绍

       1:简单轮询负载均衡（RoundRobin）

         以轮询的方式依次将请求调度不同的服务器，即每次调度执行i = (i + 1) mod n，并选出第i台服务器。

       2:随机负载均衡 （Random）

         随机选择状态为UP的Server

       3:加权响应时间负载均衡 （WeightedResponseTime）

         根据相应时间分配一个weight，相应时间越长，weight越小，被选中的可能性越低。

       4:区域感知轮询负载均衡（ZoneAvoidanceRule）

         复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server

      Ribbon自带负载均衡策略比较

    策略名 策略声明 策略描述 实现说明
    BestAvailableRule public class BestAvailableRule extends ClientConfigEnabledRoundRobinRule 选择一个最小的并发请求的server 逐个考察Server，如果Server被tripped了，则忽略，在选择其中ActiveRequestsCount最小的server
    AvailabilityFilteringRule public class AvailabilityFilteringRule extends PredicateBasedRule 过滤掉那些因为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的后端server（active connections 超过配置的阈值） 使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就就是检查status里记录的各个server的运行状态
    WeightedResponseTimeRule public class WeightedResponseTimeRule extends RoundRobinRule 根据相应时间分配一个weight，相应时间越长，weight越小，被选中的可能性越低。 一 个后台线程定期的从status里面读取评价响应时间，为每个server计算一个weight。Weight的计算也比较简单responsetime 减去每个server自己平均的responsetime是server的权重。当刚开始运行，没有形成statas时，使用roubine策略选择 server。
    RetryRule public class RetryRule extends AbstractLoadBalancerRule 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
    RoundRobinRule public class RoundRobinRule extends AbstractLoadBalancerRule roundRobin方式轮询选择server 轮询index，选择index对应位置的server
    RandomRule public class RandomRule extends AbstractLoadBalancerRule 随机选择一个server 在index上随机，选择index对应位置的server
    ZoneAvoidanceRule public class ZoneAvoidanceRule extends PredicateBasedRule 复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择server 使 用ZoneAvoidancePredicate和AvailabilityPredicate来判断是否选择某个server，前一个判断判定一个 zone的运行性能是否可用，剔除不可用的zone（的所有server），AvailabilityPredicate用于过滤掉连接数过多的 Server。

       五：Ribbon单独使用

        创建一个maven工程 名称 ribbon_client

         pom内容

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            <dependencies>
            <dependency>
                <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
                <artifactId>ribbon-core</artifactId>
                <version>2.2.0</version>
            </dependency>
            <dependency>
                <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
                <artifactId>ribbon-httpclient</artifactId>
                <version>2.2.0</version>
            </dependency>
        </dependencies>

    sample-client.properties配置文件

     

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    # Max number of retries   
    sample-client.ribbon.MaxAutoRetries=1
       
    # Max number of next servers to retry (excluding the first server)  
    sample-client.ribbon.MaxAutoRetriesNextServer=1
       
    # Whether all operations can be retried for this client  
    sample-client.ribbon.OkToRetryOnAllOperations=true
       
    # Interval to refresh the server list from the source  
    sample-client.ribbon.ServerListRefreshInterval=2000
       
    # Connect timeout used by Apache HttpClient  
    sample-client.ribbon.ConnectTimeout=3000
       
    # Read timeout used by Apache HttpClient  
    sample-client.ribbon.ReadTimeout=3000
       
    # Initial list of servers, can be changed via Archaius dynamic property at runtime  
    sample-client.ribbon.listOfServers=www.sohu.com:80,www.163.com:80,www.sina.com.cn:80
       
    sample-client.ribbon.EnablePrimeConnections=true

    RibbonMain代码

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    import java.net.URI;
    import com.netflix.client.ClientFactory;
    import com.netflix.client.http.HttpRequest;
    import com.netflix.client.http.HttpResponse;
    import com.netflix.config.ConfigurationManager;
    import com.netflix.loadbalancer.ZoneAwareLoadBalancer;
    import com.netflix.niws.client.http.RestClient;
     
    public class RibbonMain {
        public static void main( String[] args ) throws Exception {  
            ConfigurationManager.loadPropertiesFromResources("sample-client.properties");  
            System.out.println(ConfigurationManager.getConfigInstance().getProperty("sample-client.ribbon.listOfServers"));  
               
            RestClient client = (RestClient)ClientFactory.getNamedClient("sample-client");  
            HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri(new URI("/")).build();  
               
            for(int i = 0; i < 4; i ++) {  
                HttpResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);  
                System.out.println("Status for URI:" + response.getRequestedURI() + " is :" + response.getStatus());  
            }  
               
            ZoneAwareLoadBalancer lb = (ZoneAwareLoadBalancer) client.getLoadBalancer();  
            System.out.println(lb.getLoadBalancerStats());  
               
            ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty("sample-client.ribbon.listOfServers", "ccblog.cn:80,www.linkedin.com:80");  
               
            System.out.println("changing servers ...");  
            Thread.sleep(3000);  
               
            for(int i = 0; i < 3; i ++) {  
                HttpResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);  
                System.out.println("Status for URI:" + response.getRequestedURI() + " is :" + response.getStatus());  
            }  
            System.out.println(lb.getLoadBalancerStats());  
        }  
    }

    代码解析

    使用 Archaius ConfigurationManager 加载属性；

    使用 ClientFactory 创建客户端和负载均衡器；

    使用 builder 构建 http 请求。注意我们只支持 URI 的 "/" 部分的路径，一旦服务器被负载均衡器选中，会由客户端计算出完整的 URI；

    调用 API client.executeWithLoadBalancer()，不是 exeucte() API；

    动态修正配置中的服务器池；

    等待服务器列表刷新(配置文件中定义的刷新间隔是为 3 秒钟)；

    打印出负载均衡器记录的服务器统计信息。

       六：Ribbon结合eureka使用

       先要启动eureka_register_service工程（注册中心）和biz-service-0工程（服务生产者）

        

       创建maven工程 eureka_ribbon_client 该工程启动和相关配置依赖eureka_register_service和biz-service-0

        pom加入

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    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.4.3.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-ribbon</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-eureka</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Brixton.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    在应用主类中，通过@EnableDiscoveryClient注解来添加发现服务能力。创建RestTemplate实例，并通过@LoadBalanced注解开启均衡负载能力。

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    @SpringBootApplication
    @EnableDiscoveryClient
    public class RibbonApplication {
        @Bean
        @LoadBalanced
        RestTemplate restTemplate() {
            return new RestTemplate();
        }
        public static void main(String[] args) {
            SpringApplication.run(RibbonApplication.class, args);
        }
    }

    创建ConsumerController来消费biz-service-0的getuser服务。通过直接RestTemplate来调用服务

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    @RestController
    public class ConsumerController {
     
        @Autowired
        RestTemplate restTemplate;
     
        @RequestMapping(value = "/getuserinfo", method = RequestMethod.GET)
        public String add() {
            return restTemplate.getForEntity("http://biz-service-0/getuser", String.class).getBody();
        }
    }

    application.properties中配置eureka服务注册中心

    spring.application.name=ribbon-consumer

    server.port=8003

    eureka.client.serviceUrl.defaultZone=http://localhost:8000/eureka/

    完成后可以打开http://localhost:8003/getuserinfo 可以看到结果

    总结：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，和eureka结合只是其中的一个实例。
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