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1、Ribbon概述

1.1 什么是Ribbon?

  Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡的工具。

  简单的说，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和服务调用。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，随机连接等）去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

1.2 Ribbon项目

  官网：https://github.com/Netflix/ribbon/wiki/Getting-Started

  该项目目前处于维护模式。

  SpringCloud团队打算使用SpringCloud Loadbalancer替代Ribbon。

1.3 Ribbon能干什么？

1.3.1 Load Balance(负载均衡)

  负载均衡：简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA（高可用）。常见的负载均衡有软件Nginx，LVS，硬件 F5等。

  Ribbon本地负载均衡客户端 VS Nginx服务端负载均衡区别：Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给nginx，然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。

  Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口时候，会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到JVM本地，从而在本地实现RPC远程服务调用技术。

   负载均衡分为集中式负载均衡和进程内负载均衡：

   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；

   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就属于进程内LB，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。

  我在eureka服务注册与发现的那篇文章中已经测试过了轮询负载访问的方式。

2、Ribbon负载均衡演示

2.1 架构说明

  这里还是先使用eureka服务注册中心，后面换Nacos

  Ribbon在工作时分成两步
  第一步先选择 EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server.
  第二步再根据用户指定的策略，在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。
  其中Ribbon提供了多种策略：比如轮询、随机和根据响应时间加权。

  ==总结：Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，它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。==

  由于eureka组件中已经包含了Ribbon依赖，所以我们不需要单独引入，当然，单独引入也没有错。

  可以看到spring-cloud-starter-netflix-eureka-client 确实引入了Ribbon

2.2 RestTemplate服务调用测试

  官网文档：https://docs.spring.io/spring-framework/docs/5.2.2.RELEASE/javadoc-api/org/springframework/web/client/RestTemplate.html

  现在我们在订单服务中调用支付服务测试

  也就是说，我们在CLOUD-ORDER-SERVICE服务中调用CLOUD-PAYMENT-SERVICE服务，由于CLOUD-PAYMENT-SERVICE节点有两台，测试负载均衡的轮询算法实现服务调用。

2.2.1 服务提供者

  application.yml:

server:
  port: 8001

spring:
  application:
    name: cloud-payment-service
  datasource:
    type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource            # 当前数据源操作类型
    driver-class-name: org.gjt.mm.mysql.Driver              # mysql驱动包 com.mysql.jdbc.Driver
    url: jdbc:mysql://192.168.159.33:3306/db2019?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8&useSSL=false
    username: root
    password: 123456
  thymeleaf:
    cache: false
  freemarker:
    cache: false
  groovy:
    template:
      cache: false
eureka:
  client:
    #表示是否将自己注册进EurekaServer默认为true。
    register-with-eureka: true
    #是否从EurekaServer抓取已有的注册信息，默认为true。单节点无所谓，集群必须设置为true才能配合ribbon使用负载均衡
    fetchRegistry: true
    service-url:
#      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka  # 集群版
  instance:
    instance-id: payment8001
    prefer-ip-address: true #访问路径可以显示IP地址



mybatis:
  mapperLocations: classpath:mapper/*.xml
  type-aliases-package: com.atguigu.springcloud.entities    # 所有Entity别名类所在包

  主启动类：

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //代表eureka客户端
@EnableDiscoveryClient
public class PaymentMain8001 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(PaymentMain8001.class,args);
    }
}

  Controller:

  @GetMapping(value = "/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPaymentById(@PathVariable("id") Long id)
    {
        Payment payment = paymentService.getPaymentById(id);
        log.info("*****查询结果:{}",payment);
        if (payment != null) {
            return new CommonResult(200,"查询成功,serverPort:"+serverPort,payment);
        }else{
            return new CommonResult(444,"没有对应记录,查询ID: "+id,null);
        }
    }

  这里我只给出了payment8001端口的代码，payment8002端口和payment8001代码基本一致。并且控制层的代码中添加了输出，可以看到是8001和8002端口哪个提供服务。

2.2.2 服务消费者

  application.yml:

server:
  port: 80

spring:
  application:
    name: cloud-order-service
eureka:
  client:
    #表示是否将自己注册进EurekaServer默认为true。
    register-with-eureka: true
    #是否从EurekaServer抓取已有的注册信息，默认为true。单节点无所谓，集群必须设置为true才能配合ribbon使用负载均衡
    fetchRegistry: true
    service-url:
#      defaultZone: http://localhost:7001/eureka
      defaultZone: http://eureka7001.com:7001/eureka,http://eureka7002.com:7002/eureka  # 集群版

  主启动类：

@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //代表eureka客户端
public class OrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

  Bean配置：

@Configuration
public class ApplicationContextConfig {

    @Bean
    @LoadBalanced//使用@LoadBalanced注解赋予RestTemplate负载均衡的能力
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }

}

  由于默认使用的就是轮询负载均衡算法，所以不用额外指定。

  Controller:

@RestController
@Slf4j
public class OrderController {

    public static final String PAYMENT_URL="http://CLOUD-PAYMENT-SERVICE";

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;


    @GetMapping("/consumer/payment/get/{id}")
    public CommonResult<Payment> getPayment(@PathVariable("id") Long id){
        return restTemplate.getForObject(PAYMENT_URL+"/payment/get/"+id,CommonResult.class);
    }

}

2.2.3 服务调用测试

  分别启动CLOUD-ORDER-SERVICE和CLOUD-PAYMENT-SERVICE服务，查看Eureka服务注册中心是否注册成功。

  然后访问：http://localhost/consumer/payment/get/31

  第一次访问：http://localhost/consumer/payment/get/31

  第二次访问：http://localhost/consumer/payment/get/31

  多刷新几次会发现，服务提供者的端口一直在8001和8002之间轮询，说明负载均衡算法生效了。

3、Ribbon核心组件IRule

  IRule：根据特定算法中从服务列表中选取一个要访问的服务。下图中展示了该接口的负载均衡算法。

• com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule:轮询
• com.netflix.loadbalancer.RandomRule：随机
• com.netflix.loadbalancer.RetryRule：先按照RoundRobinRule的策略获取服务，如果获取服务失败则在指定时间内会进行重试，获取可用的服务
• WeightedResponseTimeRule：对RoundRobinRule的扩展，响应速度越快的实例选择权重越大，越容易被选择。
• BestAvailableRule：会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务，然后选择一个并发量最小的服务。
• AvailabilityFilteringRule：先过滤掉故障实例，再选择并发较小的实例。
• ZoneAvoidanceRule：默认规则,复合判断server所在区域的性能和server的可用性选择服务器。

3.1 如何替换默认的轮询负载均衡算法？

3.1.1 配置细节

  官方文档明确给出了警告：这个自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包下以及子包下，否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享，达不到特殊化定制的目的了。

  重新建个myrule的包，注意包的位置：

3.1.2 在myrule包中新建MySelfRule规则类

@Configuration
public class MySelfRule
{
    @Bean
    public IRule myRule()
    {
        return new RandomRule();//定义为随机
    }
}

   这里我们使用随机的负载均衡算法代替轮询算法。

3.1.3 主启动类添加@RibbonClient注解

/**
 * 在启动该微服务的时候就能去加载我们的自定义Ribbon配置类，从而使配置生效
 */
@SpringBootApplication
@EnableEurekaClient //代表eureka客户端
@RibbonClient(name = "CLOUD-PAYMENT-SERVICE",configuration= MySelfRule.class)
public class OrderMain80 {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(OrderMain80.class,args);
    }
}

3.1.4 启动服务并测试

  重启CLOUD-ORDER-SERVICE服务，并访问：http://localhost/consumer/payment/get/31

  第一次访问：

  第二次访问:

  第三次访问：

   可以看到，已经不是轮询算法了，提供服务的端口已经变成随机的了。

4、负载均衡算法原理

  负载均衡算法：rest接口第几次请求数 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标 ，每次服务重启动后rest接口计数从1开始。

  下面给出轮询算法的原理：

List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances(“CLOUD-PAYMENT-SERVICE”);

如： List [0] instances = 127.0.0.1:8002
　　　List [1] instances = 127.0.0.1:8001

8001+ 8002 组合成为集群，它们共计2台机器，集群总数为2， 按照轮询算法原理：

当总请求数为1时： 1 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位2时： 2 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
当总请求数位3时： 3 % 2 =1 对应下标位置为1 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
当总请求数位4时： 4 % 2 =0 对应下标位置为0 ，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
如此类推…

  到此，Ribbon负载均衡组件就介绍完了。