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【云原生&微服务一】SpringCloud之Ribbon实现负载均衡详细案例（集成Eureka、Ribbon）

网友: 文档中心 2022-06-06 08:37:49

一、负载均衡概述

在分布式 或 微服务架构中，服务的提供者往往有多个实例 会注册到服务注册中心中，服务消费者需要使用服务时，需要决定使用哪个服务提供者，这正是负载均衡的体现。
负载均衡也可以理解为：将用户的请求平摊分配到每个服务器上，尽可能的压榨每台服务器的带宽、性能。

负载均衡的方式有两种：

  • 服务端负载均衡

    像以前的老架构，通过nginx对请求做负载均衡，然后下发到指定的tomcat。

  • 客户端负载均衡

    client获取到所有的service实例，然后做负载均衡规则。例如：Ribbon、Feign

本文我们针对SpringCloud如何集成Ribbon实现负载均衡做一个讨论。

注：（版本信息）–

二、Ribbon实现负载均衡

整体项目目录包括三个Module，分别为：eureka-server、ribbon-feign-sample、ribbon-feign-sample-consumer。
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其中eureka-server作为服务注册中心、ribbon-feign-sample作为服务提供者、ribbon-feign-sample-consumer作为服务消费者。

Ribbon 与 RestTemplate 配合使用，实现了微服务之间的调用。

0、最上层父项目spring-cloud-center的pom.xml文件

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">    <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.3.7.RELEASE</version> <relativePath/>     </parent>    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>    <packaging>pom</packaging>        <modules> <module>ribbon-feign-sample</module> <module>ribbon-feign-sample-consumer</module> <module>eureka-server</module>    </modules>    <artifactId>spring-cloud-center</artifactId>    <groupId>com.saint</groupId>    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    <name>spring-cloud-center</name>    <properties> <java.version>1.8</java.version>    </properties>    <dependencyManagement> <dependencies>     <dependency>  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>  <version>2.3.7.RELEASE</version>  <type>pom</type>  <scope>import</scope>     </dependency>          <dependency>  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>  <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>  <version>Hoxton.SR8</version>  <type>pom</type>  <scope>import</scope>     </dependency>          <dependency>  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>  <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>  <version>2.2.5.RELEASE</version>  <type>pom</type>  <scope>import</scope>     </dependency> </dependencies>    </dependencyManagement>    <build> <plugins>          <plugin>  <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>  <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>  <configuration>      <source>1.8</source>      <target>1.8</target>      <encoding>UTF-8</encoding>  </configuration>     </plugin>     <plugin>  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>     </plugin> </plugins>    </build></project>

关于Spring-cloud和SpringBoot的版本对应关系，参考博文：SpringBoot、SpringCloud、SpringCloudAlibaba的版本对应关系。

1、搭建服务注册中心eureka-server

eureka-server整体代码结构目录如下：
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其整体很简单、仅仅包含一个pom.xml文件、一个配置文件、一个启动类。

1、pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">    <parent> <artifactId>spring-cloud-center</artifactId> <groupId>com.saint</groupId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    </parent>    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>    <artifactId>eureka-server</artifactId>    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    <description>eureka-server</description>    <dependencies>  <dependency>     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>     <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-eureka-server</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</artifactId>     <optional>true</optional> </dependency> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId> </dependency>    </dependencies></project>

2、修改配置文件application.yml

server:  port: 10010spring:  application:    name: eureka-servereureka:  client:    # 把自身注册到Eureka-server中    register-with-eureka: true    # 服务注册中心不需要去检索其他服务    fetch-registry: false    # 指定服务注册中心的位置    service-url:      defaultZone: http://localhost:10010/eureka  instance:    hostname: localhost

3、修改启动类

package com.saint;import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.cloud.netflix.eureka.server.EnableEurekaServer;/ * @author Saint */@EnableEurekaServer@SpringBootApplicationpublic class EurekaServerApplication {    public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(EurekaServerApplication.class, args);    }}

这里和普通的启动有一个区别：需要加上 @EnableEurekaServer 注解开启Eureka-Server。

4、启动eureka-server

启动成功后，控制台输出如下：
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进入到eureka-server 的dashboard，可以看到eureka-server已经上线：
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2、搭建服务提供者ribbon-feign-sample

ribbon-feign-sample整体代码结构目录如下：
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其中包含一个pom.xml文件、一个配置文件、一个启动类、一个Controller。

1、pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">    <parent> <artifactId>spring-cloud-center</artifactId> <groupId>com.saint</groupId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    </parent>    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>    <artifactId>ribbon-feign-sample</artifactId>    <groupId>com.saint</groupId>    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    <description>ribbon test service provider</description>    <dependencies>  <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> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>     <optional>true</optional> </dependency> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId> </dependency>    </dependencies></project>

2、修改配置文件application.yml

server:  port: 8081spring:  application:    name: greeting-serviceeureka:  client:    # 将当前服务注册到服务注册中心    service-url:      defaultZone: http://localhost:10010/eureka

3、修改启动类

package com.saint;import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;/ * Saint */@SpringBootApplication@EnableEurekaClientpublic class RibbonFeignSampleApplication {    public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(RibbonFeignSampleApplication.class, args);    }}

这里和普通的启动有一个区别：需要加上 @EnableEurekaClient 注解开启eureka-client。

4、编写GreetingController

package com.saint.controller;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;/ * @author Saint */@RestController@RequestMapping("/greeting")public class GreetingController {    @GetMapping("/sayHello/{name}")    public String sayHello(@PathVariable("name") String name) { System.out.println("接收到了请求调用 + " + name); return "Hello, " + name;    }}

5、启动GREETING-SERVICE服务实例1（8081端口）

服务启动成功后，控制台输出如下：
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再看eureka-server dashboard中多了一个 GREETING-SERVICE 服务，并且其有一个实例 192.168.3.32:greeting-service:8081。
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6、启动GREETING-SERVICE服务实例2（8082端口）

1> 修改RibbonFeignSampleApplication的配置：
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2> 复制出一个RibbonFeignSampleApplication配置：
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3> 修改第二启动类配置名为：RibbonFeignSampleApplication-8082，启动端口为8082：
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4> 运行RibbonFeignSampleApplication-8082：
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5> 启动之后，看eureka-server dashboard中GREETING-SERVICE 服务多了一个实例 192.168.3.32:greeting-service:8082：
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3、搭建服务消费者ribbon-feign-sample-consumer

ribbon-feign-sample-consumer整体代码结构目录如下：
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其包含一个pom.xml文件、一个application配置文件、一个启动类、一个Http负载均衡配置类、一个Controller。

1、pom.xml

<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"  xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"  xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">    <parent> <artifactId>spring-cloud-center</artifactId> <groupId>com.saint</groupId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    </parent>    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>    <artifactId>ribbon-feign-sample-consumer</artifactId>    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>    <description>ribbon test service provider</description>    <dependencies>  <dependency>     <groupId>org.springframework.cloud</groupId>     <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId> </dependency>   <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> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>     <optional>true</optional> </dependency> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-autoconfigure</artifactId> </dependency> <dependency>     <groupId>org.springframework.boot</groupId>     <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>     <scope>test</scope> </dependency>    </dependencies></project>

2、修改配置文件application.yml

server:  port: 9090spring:  application:    name: consumer-serviceeureka:  client:    # 将当前服务注册到服务注册中心    service-url:      defaultZone: http://localhost:10010/eureka

注：服务端口为9090，后面我们进行接口调用的时候会用到。

3、修改启动类

package com.saint;import org.springframework.boot.SpringApplication;import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;import org.springframework.cloud.netflix.eureka.EnableEurekaClient;/ * Saint */@SpringBootApplication@EnableEurekaClientpublic class RibbonFeignSampleConsumerApplication {    public static void main(String[] args) { SpringApplication.run(RibbonFeignSampleConsumerApplication.class, args);    }}

4、修改HTTP负载均衡配置类–HttpConfig

package com.saint.config;import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.web.client.RestTemplate;/ * Http配置类 * * @author Saint */@Configurationpublic class HttpConfig {    @Bean    @LoadBalanced    public RestTemplate restTemplate(){ return new RestTemplate();    }}

HttpConfig类的作用：对RestTemple的调用使用Ribbon做负载均衡，将RestTemplate注入到Spring IOC容器中。

5、编写ConsumerController

package com.saint.controller;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import org.springframework.web.client.RestTemplate;/ * @author Saint */@RestControllerpublic class ConsumerController {    @Autowired    private RestTemplate restTemplate;    @RequestMapping("/say/{name}")    public String getHello(@PathVariable("name") String name) { String res = restTemplate.getForObject("http://GREETING-SERVICE/greeting/sayHello/" + name, String.class); return res;    }}

ConsumerController中通过RestTemplate调用http://GREETING-SERVICE/greeting/sayHello/{name}。

6、启动ribbon-feign-sample-consumer

启动成功后，看eureka-server dashboard中多了一个 CONSUMER-SERVICE 服务，并且其有一个实例 192.168.3.32:consumer-service:9090。
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4、使用浏览器进行调用服务消费者

上述步骤中，我们已经依次启动了eureka-server、ribbon-feign-sample-8081、ribbon-feign-sample-8082、ribbon-feign-sample-consumer；三个服务、四个实例。

此处我们针对服务消费者ribbon-feign-sample-consumer做四次接口调用，分别为：

  1. http://localhost:9090/say/saint
  2. http://localhost:9090/say/saint2
  3. http://localhost:9090/say/saint3
  4. http://localhost:9090/say/saint4

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然后我们去看ribbon-feign-sample-8081、ribbon-feign-sample-8082的控制台输出：

1> ribbon-feign-sample-8081控制台输出：
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2> ribbon-feign-sample-8082控制台输出：
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3> 结果说明：
我们可以发现，四个请求，ribbon-feign-sample-8081和ribbon-feign-sample-8082各分担了两个请求。其中ribbon-feign-sample-8081服务实例承担了请求：http://localhost:9090/say/saint2、http://localhost:9090/say/saint4，而ribbon-feign-sample-8082服务实例承担了请求：http://localhost:9090/say/saint、http://localhost:9090/say/saint3。

从现象上来看，已经Ribbon实现了负载均衡，并且默认是按照轮询的方式。

下文我们接着讨论 Ribbon是如何实现负载均衡（源码分析）？

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