Ribbon核心源码解析（一）- 调用流程与负载均衡

Spring cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡工具，简单的说，它能够使用负载均衡器基于某种规则或算法调用我们的微服务集群，并且我们也可以很容易地使用Ribbon实现自定义负载均衡算法。

在之前使用Eureka的过程中，需要导入对应的依赖，但是Ribbon有一点特殊，不需要引入依赖也可以使用。这是因为在Eureka-client中，已经默认为我们集成好了Ribbon，可以直接拿来使用。

根据Spring Boot自动配置原理，先从各个starter的spring.factories中寻找可能存在的相关配置类：

• 在spring-cloud-common中，存在自动配置类LoadBalancerAutoConfiguration
• 在eureka-client中，存在配置类RibbonEurekaAutoConfiguration
• 在ribbon中，存在配置类RibbonAutoConfiguration

需要注意，RibbonEurekaAutoConfiguration中存在@AutoConfigureAfter注解，说明需要在加载RibbonAutoConfiguration配置类后再加载当前配置类。这三个类的配置将在后面结合具体代码调试中说明。

下面我们通过代码调试的方式来探究Ribbon的运行流程。

调用流程

Ribbon的调用过程非常简单，使用RestTemplate加上@LoadBalanced注解就可以开启客户端的负载均衡，写一个简单的测试用例进行测试：

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate(){
   return new RestTemplate();
}
    
@GetMapping("/test")
public String test(String service){
    String result=restTemplate.getForObject("http://eureka-hi/"+service,String.class);
    System.out.println(result);
    return result;
}

结果：

通过结果可以看出，RestTemplate基于服务名称，即可实现访问Eureka-client集群下的不同服务实例，实现负载均衡的调用方式。看一下@LoadBalanced注解的定义：

/**
 * Annotation to mark a RestTemplate bean to be configured to use a LoadBalancerClient
 * @author Spencer Gibb
 */
@Target({ ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Qualifier
public @interface LoadBalanced {
}

注释说明了@LoadBalanced用于注解在RestTemplate上实现负载均衡，那么来看一下@LoadBalanced注解是如何生效的呢？回到前面提到的配置类LoadBalancerAutoConfiguration中：

在配置类中定义了一个LoadBalancerInterceptor拦截器，并且为restTemplate添加了这个拦截器。在restTemplate每次执行方法请求时，都会调用intercept方法执行拦截：

在上面的intercept拦截方法中，首先获取本次访问的url地址，从中获取本次要访问的服务名，然后调用RibbonLoadBalancerClient中的execute方法。

在这里通过服务名获取了该服务对应的负载均衡器ILoadBalancer的实例对象，然后调用该实例的chooseServer方法获取一个可用服务实例，关于ILoadBalancer会在后面具体介绍。

在execute方法调用apply方法的过程中，会调用LoadBalancerContext的reconstructURIWithServer方法重构将要访问的url地址：

在拼接完成url后，调用AbstractClientHttpRequest类的execute方法发送请求。

调用executeInternal方法：

可以看到，最终RestTemplate底层调用了HttpURLConnection来发送请求。

总体的调用流程我们总结完了，那么负载均衡的过程究竟是如何实现的呢？我们来详细梳理一下。

负载均衡过程

在Ribbon中有个非常重要的组件LoadBalancerClient，它是负载均衡的一个客户端，我们从这入手写一个测试接口：

@Autowired
private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

@GetMapping("/choose")
public String loadBalance(String serviceId){
    ServiceInstance instance = loadBalancerClient.choose(serviceId);
    System.out.println(instance.getHost()+" "+instance.getPort());
    return "ok";
}

调用接口测试结果，可以看出是通过LoadBalancerClient 的choose方法，选择调用了不同端口上的服务实例，体现了负载均衡：

对代码进行调试，发现注入的LoadBalancerClient的实现类正是之前看见过的RibbonLoadBalancerClient，进入其choos方法中，先后调用两次getServer方法：

此时loadBalancer实例对象为ZoneAwareLoadBalancer，并且里面的allServerList列表已经缓存了所有的服务列表。调用chooseServer方法，由于此时我们只有一个zone，所以默认调用父类BaseLoadBalancer的chooseServer方法：

在父类的方法中，根据IRule实例定义的规则来确定返回哪一个具体的Server：

这里的IRule实现使用了默认的ZoneAvoidanceRule，为区域内亲和选择算法。关于IRule负载均衡算法在后面再做介绍。由于ZoneAvoidanceRule中没有实现choose方法，直接调用其父类PredicateBasedRule的choose方法：

调用AbstractServerPredicate的chooseRoundRobinAfterFiltering方法：

实现非常简单，通过轮询的方式选择下标：

返回choose方法中，可以看到已经获得了一个server实例：

总结

到这里，Ribbon的大体调用流程和负载均衡过程就简单的说明白了，下一篇，我们再来详细看看Ribbon中的核心组件ILoadBalancer。

最后

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