上一講我們對 Nacos 的集群環(huán)境與實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行了講解，我們已經(jīng)可以輕松將單個(gè)微服務(wù)接入到 Nacos 進(jìn)行注冊，但是微服務(wù)本不是孤島，如何實(shí)現(xiàn)有效的服務(wù)間穩(wěn)定通信是本文即將介紹的主要內(nèi)容，本次我們將主要學(xué)習(xí)三方面知識：

介紹 Ribbon 負(fù)載均衡器；

講解 Ribbon+RestTemplate 兩種實(shí)現(xiàn)方式；

講解 Ribbon 的負(fù)載均衡策略。

Ribbon 負(fù)載均衡器

在介紹 Ribbon 之前，咱們先來認(rèn)識下負(fù)載均衡以及它的兩種實(shí)現(xiàn)方式。
負(fù)載均衡顧名思義，是指通過軟件或者硬件措施。它將來自客戶端的請求按照某種策略平均的分配到集群的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，保證這些節(jié)點(diǎn)的 CPU、內(nèi)存等設(shè)備負(fù)載情況大致在一條水平線，避免由于局部節(jié)點(diǎn)負(fù)載過高產(chǎn)生宕機(jī)，再將這些處理壓力傳遞到其他節(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生系統(tǒng)性崩潰。

負(fù)載均衡按實(shí)現(xiàn)方式分類可區(qū)分為：服務(wù)端負(fù)載均衡與客戶端負(fù)載均衡。
服務(wù)端負(fù)載均衡顧名思義，在架構(gòu)中會提供專用的負(fù)載均衡器，由負(fù)載均衡器持有后端節(jié)點(diǎn)的信息，服務(wù)消費(fèi)者發(fā)來的請求經(jīng)由專用的負(fù)載均衡器分發(fā)給服務(wù)提供者，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡的作用。目前常用的負(fù)載均衡器軟硬件有：F5、Nginx、HaProxy 等。

客戶端負(fù)載均衡是指，在架構(gòu)中不再部署額外的負(fù)載均衡器，在每個(gè)服務(wù)消費(fèi)者內(nèi)部持有客戶端負(fù)載均衡器，由內(nèi)置的負(fù)載均衡策略決定向哪個(gè)服務(wù)提供者發(fā)起請求。說到這，我們的主角登場了，Netfilx Ribbon 是 Netflix 公司開源的一個(gè)負(fù)載均衡組件，是屬于客戶端負(fù)載均衡器。目前Ribbon 已被 Spring Cloud 官方技術(shù)生態(tài)整合，運(yùn)行時(shí)以 SDK 形式內(nèi)嵌到每一個(gè)微服務(wù)實(shí)例中，為微服務(wù)間通信提供負(fù)載均衡與高可用支持。為了更容易理解，我們通過應(yīng)用場景說明 Ribbon 的執(zhí)行流程。假設(shè)訂單服務(wù)在查詢訂單時(shí)需要附帶對應(yīng)商品詳情，這就意味著訂單服務(wù)依賴于商品服務(wù)，兩者必然產(chǎn)生服務(wù)間通信，此時(shí) Ribbon 的執(zhí)行過程如下圖所示：

訂單服務(wù)（order-service）與商品服務(wù)（goods-service）實(shí)例在啟動(dòng)時(shí)向 Nacos 注冊；

訂單服務(wù)向商品服務(wù)發(fā)起通信前，Ribbon 向 Nacos 查詢商品服務(wù)的可用實(shí)例列表；

Ribbon 根據(jù)設(shè)置的負(fù)載策略從商品服務(wù)可用實(shí)例列表中選擇實(shí)例；

訂單服務(wù)實(shí)例向商品服務(wù)實(shí)例發(fā)起請求，完成 RESTful 通信；
了解了 Ribbon 執(zhí)行流程后，咱們通過代碼方式體現(xiàn)這個(gè)完整流程

Ribbon+RestTemplate 實(shí)現(xiàn)服務(wù)間高可用通信

開始前，我們首先介紹下 Spring Cloud 自帶的 RestTemplate 對象，RestTemplate 對象是Spring Cloud 封裝的 RESTful 通信對象，它封裝了基于 HTTP 協(xié)議的操作，通過簡單的API便可發(fā)起 HTTP 請求并自動(dòng)處理響應(yīng)。RestTemplate 天然與 Ribbon 兼容，兩者配合可以極大簡化服務(wù)間通信過程。Ribbon + RestTemplate 提供了兩種開發(fā)模式：代碼模式，注解模式。

代碼模式

第一種代碼模式是指通過純 Java 代碼實(shí)現(xiàn)微服務(wù)間通信，雖然工作中代碼模式很少使用，但它卻是理解 Ribbon+RestTemplate 最直觀的途徑，所以我對它首先進(jìn)行講解。該模式使用主要分為兩個(gè)階段：

第一階段，創(chuàng)建服務(wù)提供者，服務(wù)提供者是請求的實(shí)際處理者，也是標(biāo)準(zhǔn)的 Spring Boot 工程，利用 Controller 對外暴露 RESTful API 供服務(wù)消費(fèi)者調(diào)用。

第一步，利用 Spring Initializr 向?qū)?chuàng)建 provider-service 微服務(wù)。

其中 pom.xml 要確保引入 web 與 nacos-discovery 兩個(gè)依賴。

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency>

第二步，在 application.yml 中調(diào)整微服務(wù)與 Nacos 的通信配置。

spring:application:name: provider-service #應(yīng)用/微服務(wù)名字cloud:nacos:discovery:server-addr: 192.168.31.102:8848 #nacos服務(wù)器地址username: nacos #用戶名密碼password: nacosserver:port: 80

第三步，創(chuàng)建 ProviderController，通過 Controller 控制器對外暴露接口。

package com.lagou.providerservice.controller;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestControllerpublic class ProviderController {@GetMapping("/provider/msg")public String sendMessage(){return "This is the message from provider service!";}}

到這里服務(wù)提供者 provider-service 已經(jīng)開發(fā)完畢，細(xì)心的你應(yīng)該已注意到，服務(wù)提供者就是標(biāo)準(zhǔn)的 Spring Cloud 微服務(wù)，向 Nacos 進(jìn)行注冊的同時(shí)對外暴露 msg 接口并返回一段靜態(tài)文本，并沒有任何與 Ribbon 相關(guān)的內(nèi)容。確實(shí)，Ribbon 與 RestTemplate 應(yīng)出現(xiàn)在服務(wù)消費(fèi)者，而非提供者一端。

下面為了演示需要，我們需要準(zhǔn)備五臺虛擬機(jī)：

在 provider-service 工程中利用 maven package 命令生成 provider-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar。

分別上傳至到 111 至 113 節(jié)點(diǎn)后執(zhí)行 Java 命令啟動(dòng)微服務(wù)實(shí)例。

java -jar provider-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar

三個(gè)節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)成功，在 Nacos 控制臺應(yīng)見到三個(gè)健康實(shí)例。

單獨(dú)訪問任意節(jié)點(diǎn)，都能看到相同的返回文本。

http://192.168.31.111/provider/msghttp://192.168.31.112/provider/msghttp://192.168.31.113/provider/msg

到這里，第一階段開發(fā)服務(wù)提供者 provider-service 告一段落。

第二階段，開發(fā)服務(wù)消費(fèi)者 consumer-service，服務(wù)消費(fèi)者說白了就是服務(wù)的使用方，我們需要在服務(wù)消費(fèi)者內(nèi)置 Ribbon+RestTemplate 實(shí)現(xiàn)服務(wù)間高可用通信。

第一步，利用 Spring Initializr 創(chuàng)建 consumer-service微服務(wù)。

pom.xml 確保引入以下三個(gè)依賴。

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId><version>${spring-cloud-alibaba.version}</version></dependency>

這里需要重點(diǎn)說明，starter-netflix-ribbon 就是通過 Spring Boot Starter 向當(dāng)前微服務(wù)工程集成 Ribbon，無須做其他額外配置。與此同時(shí)，用于 RESTful 通信的 RestTemplate 對象已被集成到 starter-web 模塊，無須額外依賴。

第二步，配置 application.yml，與 provider-service 除微服務(wù) id 外并無其他變化。

spring:application:name: customer-service #應(yīng)用/微服務(wù)名字cloud:nacos:discovery:server-addr: 192.168.31.102:8848 #nacos服務(wù)器地址username: nacos #用戶名密碼password: nacosserver:port: 80

第三步，利用 Spring Java Config 方式聲明 RestTemplate。在 ConsumerServiceApplication 類中新增以下聲明代碼。

@SpringBootApplicationpublic class ConsumerServiceApplication {//Java Config聲明RestTemplate對象//在應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)執(zhí)行restTemplate()方法創(chuàng)建RestTemplate對象，其BeanId為restTemplate。@Beanpublic RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ConsumerServiceApplication.class, args);}}

第四步，創(chuàng)建 ConsumerController，通過 Ribbon+RestTemplate 實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡通信，重要的代碼我通過注釋進(jìn)行說明。

package com.lagou.consumerservice.controller;...@RestControllerpublic class ConsumerController {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ConsumerController.class);//注入 Ribbon 負(fù)載均衡器對象//在引入 starter-netflix-ribbo n后在 SpringBoot 啟動(dòng)時(shí)會自動(dòng)實(shí)例化 LoadBalancerClient 對象。//在 Controlle 使用 @Resource 注解進(jìn)行注入即可。@Resourceprivate LoadBalancerClient loadBalancerClient;@Resource//將應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)建的 RestTemplate 對象注入 ConsumerControllerprivate RestTemplate restTemplate;@GetMapping("/consumer/msg")public String getProviderMessage() {//loadBalancerClient.choose()方法會從 Nacos 獲取 provider-service 所有可用實(shí)例，//并按負(fù)載均衡策略從中選擇一個(gè)可用實(shí)例，封裝為 ServiceInstance（服務(wù)實(shí)例）對象//結(jié)合現(xiàn)有環(huán)境既是從192.168.31.111:80、192.168.31.112:80、192.168.31.113:80三個(gè)實(shí)例中選擇一個(gè)包裝為ServiceInstanceServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("provider-service");//獲取服務(wù)實(shí)例的 IP 地址String host = serviceInstance.getHost();//獲取服務(wù)實(shí)例的端口int port = serviceInstance.getPort();//在日志中打印服務(wù)實(shí)例信息logger.info("本次調(diào)用由provider-service的" + host + ":" + port + " 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理" );//通過 RestTemplate 對象的 getForObject() 方法向指定 URL 發(fā)送請求，并接收響應(yīng)。//getForObject()方法有兩個(gè)參數(shù)：//1. 具體發(fā)送的 URL，結(jié)合當(dāng)前環(huán)境發(fā)送地址為：http://192.168.31.111:80/provider/msg//2. String.class說明 URL 返回的是純字符串，如果第二參數(shù)是實(shí)體類， RestTemplate 會自動(dòng)進(jìn)行反序列化，為實(shí)體屬性賦值String result = restTemplate.getForObject("http://" + host + ":" + port + "/provider/msg", String.class);//輸出響應(yīng)內(nèi)容logger.info("provider-service 響應(yīng)數(shù)據(jù):" + result);//向?yàn)g覽器返回響應(yīng)return "consumer-service 響應(yīng)數(shù)據(jù):" + result;}}

第五步，利用 Maven Package 打包生成 Jar。

部署至 120 虛擬機(jī)，執(zhí)行啟動(dòng)命令：

java -jar consumer-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar

啟動(dòng)成功后，在 Nacos 中確認(rèn) consumer-service 已注冊。
在瀏覽器輸入http://192.168.31.120/consumer/msg，F5 多次刷新，看日志會得到以下結(jié)果

本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.111:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.112:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.113:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.111:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.112:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!

不難看出，因?yàn)樵?Nacos 中存在 3 個(gè) provider-service 的可用實(shí)例，默認(rèn) Ribbon 是以輪詢方式按順序逐次發(fā)送。如果遇到某個(gè) provider-service 實(shí)例宕機(jī)，Nacos 心跳機(jī)制會檢測到并將其剔除，同時(shí)通知所有 consumer-service 實(shí)例，服務(wù)提供者節(jié)點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化，之后 consumer-service 便不會向宕機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)出請求。

以上便是代碼模式的處理過程。它清晰的說明了 Ribbon 的執(zhí)行過程，先從 Nacos 獲取可用服務(wù)提供者實(shí)例信息，再通過 RestTemplate.getForObject() 向該實(shí)例發(fā)起 RESTful 請求完成處理。但可能你也感覺到了，代碼模式使用復(fù)雜，需要自己獲取可用實(shí)例 IP、端口信息，再拼接 URL 實(shí)現(xiàn)服務(wù)間通信，那有沒有更簡單的辦法呢？答案是肯定的，利用 @LoadBalanced 注解可自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)這一過程。

注解模式

注解模式仍然分為兩階段：

第一階段，創(chuàng)建服務(wù)提供者 provider-service，因服務(wù)提供者并不涉及 Ribbon，所以與代碼模式一階段代碼完全相同，這里不再復(fù)述。

第二階段，創(chuàng)建新的服務(wù)消費(fèi)者 consumer-service。

第一步，利用 Spring Initializr 創(chuàng)建 consumer-service 微服務(wù)。

同樣引用 3 個(gè)依賴。

<dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency><dependency><groupId>com.alibaba.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId></dependency><dependency><groupId>org.springframework.cloud</groupId><artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId><version>${spring-cloud-alibaba.version}</version></dependency>

第二步，配置 application.yml。在原有代碼模式基礎(chǔ)上，將 Debug 級別日志輸出，這樣便可看到負(fù)載均衡實(shí)例信息。

spring:application:name: consumer-service #應(yīng)用/微服務(wù)名字cloud:nacos:discovery:server-addr: localhost:8848 #nacos服務(wù)器地址username: nacos #用戶名密碼password: nacoslogging:level:root: debug

第三步，關(guān)鍵點(diǎn)來了，在 Spring 初始化 RestTemplate 實(shí)例時(shí)增加 @LoadBalanced 注解，使 RestTemplate 進(jìn)行服務(wù)通信時(shí)自動(dòng)與 Ribbon 整合，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

@SpringBootApplicationpublic class ConsumerServiceApplication {@Bean@LoadBalanced //使RestTemplate對象自動(dòng)支持Ribbon負(fù)載均衡public RestTemplate restTemplate(){return new RestTemplate();}public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(ConsumerServiceApplication.class, args);}}

第四步，在 Controller 發(fā)起通信時(shí)，原有 RestTemplate.getForObject() 方法書寫 URL 時(shí)，將 IP 端口部分要替換為服務(wù)名，如下所示：

@RestControllerpublic class ConsumerController {private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ConsumerController.class); @Resourceprivate RestTemplate restTemplate;@GetMapping("/consumer/msg")public String getProviderMessage() {//關(guān)鍵點(diǎn)：將原有IP:端口替換為服務(wù)名，RestTemplate便會在通信前自動(dòng)利用Ribbon查詢可用provider-service實(shí)例列表//再根據(jù)負(fù)載均衡策略選擇節(jié)點(diǎn)實(shí)例String result = restTemplate.getForObject("http://provider-service/provider/msg", String.class);logger.info("consumer-service獲得數(shù)據(jù):" + result);return "consumer-service獲得數(shù)據(jù):" + result;}}

在新的 getProviderMessage 代碼中，不再出現(xiàn) LoadBalancerClient 與 ServiceInstance 對象，這一切都被 @LoadBalanced 進(jìn)行封裝，在 RestTemplate 查詢前自動(dòng)處理。

第五步，重新部署 consumer-service，多次訪問地址http://192.168.31.120/consumer/msg，在控制臺會看到 Debug 級別日志，通過實(shí)際IP地址也同樣印證 Ribbon 默認(rèn)采用輪詢策略進(jìn)行分配。

s.n.www.protocol.http.HttpURLConnection : {GET /provider/msg ...}{Accept: ...}{User-Agent: ...}{Host: 192.168.31.111:80}...s.n.www.protocol.http.HttpURLConnection : {GET /provider/msg ...}{Accept: ...}{User-Agent: ...}{Host: 192.168.31.112:80}...s.n.www.protocol.http.HttpURLConnection : {GET /provider/msg ...}{Accept: ...}{User-Agent: ...}{Host: 192.168.31.113:80}

以上便是注解模式的使用辦法，相比代碼模式是不是簡單很多啊。對了，你注意到了嗎？無論注解模式還是代碼模式，默認(rèn)的負(fù)載均衡策略都是輪詢，即按順序依次訪問，作為 Ribbon 還支持哪些其他負(fù)載均衡策略呢?我們又該如何設(shè)置呢？本次最后一小節(jié)，我將帶領(lǐng)你學(xué)習(xí)這塊知識。

如何配置 Ribbon 負(fù)載均衡策略

Ribbon 內(nèi)置多種負(fù)載均衡策略，常用的分為以下幾種。

• RoundRobinRule：輪詢策略，Ribbon 默認(rèn)策略。默認(rèn)超過 10 次獲取到的 server 都不可用，會返回?個(gè)空的 server。
• RandomRule：隨機(jī)策略，如果隨機(jī)到的 server 為 null 或者不可用的話。會不停地循環(huán)選取。
• RetryRule：重試策略，?定時(shí)限內(nèi)循環(huán)重試。默認(rèn)繼承 RoundRobinRule，也?持自定義注?，RetryRule 會在每次選取之后，對選舉的 server 進(jìn)?判斷，是否為 null，是否 alive，并且在 500ms 內(nèi)會不停地選取判斷。而 RoundRobinRule 失效的策略是超過 10 次，RandomRule 沒有失效時(shí)間的概念，只要 serverList 沒都掛。
• BestAvailableRule：最小連接數(shù)策略，遍歷 serverList，選取出可?的且連接數(shù)最小的?個(gè) server。那么會調(diào)用 RoundRobinRule 重新選取。
• AvailabilityFilteringRule：可用過濾策略。擴(kuò)展了輪詢策略，會先通過默認(rèn)的輪詢選取?個(gè) server，再去判斷該 server 是否超時(shí)可用、當(dāng)前連接數(shù)是否超限，都成功再返回。
• ZoneAvoidanceRule：區(qū)域權(quán)衡策略。擴(kuò)展了輪詢策略，除了過濾超時(shí)和鏈接數(shù)過多的 server，還會過濾掉不符合要求的 zone 區(qū)域??的所有節(jié)點(diǎn)，始終保證在?個(gè)區(qū)域/機(jī)房內(nèi)的服務(wù)實(shí)例進(jìn)行輪詢。
  這里所有負(fù)載均衡策略名本質(zhì)都是 com.netflix.loadbalancer 包下的類：
  
  要更改微服務(wù)通信時(shí)采用的負(fù)載均衡策略也很簡單，在 application.yml 中采用下面格式書寫即可。

provider-service: #服務(wù)提供者的微服務(wù)idribbon:NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設(shè)置對應(yīng)的負(fù)載均衡類

當(dāng)采用隨機(jī)策略，運(yùn)行時(shí)得到如下日志，雜亂的順序說明隨機(jī)策略已生效。

本次調(diào)用由 provider-service的192.168.31.112:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.112:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.113:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.111:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!本次調(diào)用由 provider-service 的 192.168.31.113:80 實(shí)例節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理consumer-service 獲得數(shù)據(jù):This is the message from provider service!

講到這里，想必你對 Ribbon 已經(jīng)有了直觀的認(rèn)識，在項(xiàng)目中合理的使用 Ribbon 負(fù)載均衡可以使系統(tǒng)性能有顯著的提升，最后我們來做下總結(jié)。

小結(jié)與預(yù)告

本文我們介紹了三方面知識，開始介紹了 Ribbon 負(fù)載均衡器的作用，之后講解了 Ribbon 的兩種開發(fā)模式，最后講解了 Ribbon 的負(fù)載均衡策略與設(shè)置辦法。

這里給你留一道課外題：如果 Ribbon 自帶的負(fù)載均衡策略不能滿足實(shí)際項(xiàng)目的需要，我們?nèi)绾巫远x Ribbon 負(fù)載均衡策略呢？你可以自行查閱資料，將學(xué)到的知識分享在評論區(qū)中。

下一節(jié)課，我們將學(xué)習(xí)除 RestTemplate 之外另一項(xiàng)重要的服務(wù)間通信技術(shù) OpenFeign，看它又提供了哪些高級特性。

與50位技術(shù)專家面對面20年技術(shù)見證，附贈技術(shù)全景圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的04 | 负载均衡：Ribbon 如何保证微服务的高可用的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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