添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理呢?

1. 负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_spring

 发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081/user/1的呢?

2. 源码分析

SpringCloud中的LoadBlancerInceptor拦截器会拦截RestTemplate的请求,获得服务名,从eureka中心获取服务列表,然后利用负载均衡算法选择一个实例进行访问。

LoadBalancerInterceptor # intercept # execute

    RibbonLoadBalancerClient implements LoadBalancerClient # execute # getLoadBalancer
        ClientFactory # getLoadBalancer   //拿到ILoadBalancer均衡器
         
    RibbonLoadBalancerClient implements LoadBalancerClient # execute # getServer
        BaseLoadBalancer(间接实现ILoadBalancer)# chooseServer
            BaseLoadBalancer # IRule # choose
            (IRule有各种实现类负责均衡算法)

    

2.1 LoadBalancerIntercepor

  • request.getURI():获取请求uri, http://user-service/user/8
  • originalUri.getHost():获取主机名,也就是服务id,user-service
  • this.loadBalancer.execute(): 处理服务id和用户请求

这里的this.loadBalancerLoadBalancerClient类型,我们继续跟入。

2.2 LoadBalancerClient(RibbonLoadBalancerClient implements LoadBalancerClient

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_spring cloud_02

  • getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取ILoadBalancer,而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
  • getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。

负载均衡算法是啥呢?往下看

2.3 负载均衡策略IRule

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_spring_03

 

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_负载均衡_04

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_spring cloud_05

这里的rule默认值是一个RoundRobinRule (轮询调度)

2.4 总结

SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器,拦截了RestTemplate发出的请求,对地址做了修改。

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_服务器_06

 3. 负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:

springcloud ribbon依赖配置 springcloud ribbon原理_负载均衡_07

不同规则的含义如下:

内置负载均衡规则类

规则描述

RoundRobinRule

简单轮询服务列表来选择服务器。它是Ribbon默认的负载均衡规则。

AvailabilityFilteringRule

对以下两种服务器进行忽略: (1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端的<clientName>.<clientConfigNameSpace>.ActiveConnectionsLimit属性进行配置。

WeightedResponseTimeRule

为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。

ZoneAvoidanceRule

以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。

BestAvailableRule

忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。

RandomRule

随机选择一个可用的服务器。

RetryRule

重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式:

  • 代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule:
@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}
  • 配置文件方式:在order-service的application.yml文件中,添加新的配置也可以修改规则:
userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则,这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则

Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient,请求时间会很长。

而饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,通过下面配置开启饥饿加载:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: userservice