Ribbon解决了什么问题

当集群中有了注册中心之后，服务消费者可以拿到所有服务的列表，此时就需要有一个组件能够将请求负载均衡到各个实例上去。ribbon就是这样一个客户端侧的负载均衡组件，同出Netflix，与其他组件整合后非常实用。

Ribbon提供了多种不同的负载均衡算法实现，非常实用。

快速体验Ribbon（一）

此次我们直接基于原生ribbon体验下他的API，这是由于Spring Cloud Netflix对Ribbon的封装比较彻底，几乎没有使用成本，这也让我们很难了解到Ribbon的架构设计理念、核心概念、API等。

1、开发一个服务提供者

依赖项

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

服务接口

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping("/greeting")
public class GreetingController {

    @Autowired
    private Environment env;

    @GetMapping("/sayHello/{name}")
    public String sayHello(@PathVariable("name") String name) {
        log.info("port:{}, name:{}", env.getProperty("local.server.port"), name);
        return "hello, " + name;
    }

}

启动类

@SpringBootApplication
public class GreetingServiceApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(GreetingServiceApplication.class, args);
    }
}

分别使用如下两个端口启动工程

application.yml文件

#server:
#  port: 8080


server:
  port: 8088

2、开发一个服务调用者

依赖

<dependency>
    <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
    <artifactId>ribbon</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
    <artifactId>ribbon-core</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
    <artifactId>ribbon-httpclient</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.ribbon</groupId>
    <artifactId>ribbon-loadbalancer</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.netflix.archaius</groupId>
    <artifactId>archaius-core</artifactId>
    <version>0.7.7</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>16.0.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>commons-configuration</groupId>
    <artifactId>commons-configuration</artifactId>
    <version>1.6</version>
</dependency>

<properties>
    <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>
    <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>
    <ribbon.version>2.3.0</ribbon.version>
    <archaius-core.version>0.7.6</archaius-core.version>
</properties>

服务消费者

import com.netflix.client.ClientFactory;
import com.netflix.client.http.HttpRequest;
import com.netflix.client.http.HttpResponse;
import com.netflix.config.ConfigurationManager;
import com.netflix.niws.client.http.RestClient;

public class GreetingClient {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 基于ribbon的api来开发一个可以负载均衡调用一个服务的代码

        // 首先使用代码的方式对ribbon进行一下配置，配置一下ribbon要调用的那个服务的server list
        ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(
                "greeting-service.ribbon.listOfServers", "localhost:8080,localhost:8088");

        // 获取指定服务的RestClient，用于请求某个服务的client
        RestClient restClient = (RestClient) ClientFactory.getNamedClient("greeting-service");

        // 你要请求哪个接口，构造一个对应的HttpRequest
        HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder()
                .uri("/greeting/sayHello/leo")
                .build();

        // 模拟请求一个接口10次
        for(int i = 0; i < 10; i++) {
            HttpResponse response = restClient.executeWithLoadBalancer(request);
            String result = response.getEntity(String.class);
            System.out.println(result);
        }
    }
}

3、开始实验

运行GreetingClient，发现10次调用被均匀的分给了两个服务实例，实现了负载均衡。

Ribbon服务消费方

Ribbon服务提供方1

Ribbon服务提供方2

快速体验Ribbon（二）

1、体验底层的负载均衡器API

public class GreetingClient2 {
    public static void main(String[] args) {
        ILoadBalancer loadBalancer = new BaseLoadBalancer();

        ArrayList<Server> servers = new ArrayList<>();
        servers.add(new Server("localhost", 8080));
        servers.add(new Server("localhost", 8088));
        loadBalancer.addServers(servers);

        // 默认使用round robin轮询策略
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Server server = loadBalancer.chooseServer(null);
            System.out.println("chosen server:" + server);
        }
    }
}

Ribbon底层的负载均衡器API

可以看到，底层默认的负载均衡算法就是轮询算法。RestClient底层也是依赖负载均衡器工作的

2、自定义负载均衡规则

负载均衡器是基于一个IRule接口指定的负载均衡规则，来从服务器列表里获取每次要请求的服务器的，所以可以自定义负载均衡规则。

/**
 * 自定义负载均衡策略，这里就返回第一个服务作为示例了
 */
static class MyRule implements IRule {

    ILoadBalancer loadBalancer;

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        List<Server> servers = loadBalancer.getAllServers();
        return servers.get(0);
    }

    @Override
    public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {
        this.loadBalancer = lb;
    }

    @Override
    public ILoadBalancer getLoadBalancer() {
        return this.loadBalancer;
    }
}

测试方法

public static void main(String[] args) {
    BaseLoadBalancer loadBalancer = new BaseLoadBalancer();
    MyRule myRule = new MyRule();
    myRule.setLoadBalancer(loadBalancer);
    loadBalancer.setRule(myRule);

    List<Server> servers = new ArrayList<>();
    servers.add(new Server("localhost", 8080));
    servers.add(new Server("localhost", 8088));
    loadBalancer.addServers(servers);

    // 默认使用round robin轮询策略
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        Server server = loadBalancer.chooseServer(null);
        System.out.println("chosen server:" + server);
    }
}

一般情况下，Ribbon内置的负载均衡规则就足够使用了，这里仅仅是为了体验一下底层API的设计。我们通过这个实验了解了ILoadBalancer和IRule是什么，两者有什么关系，以及特定场景下可以通过实现IRule接口实现自己的负载均衡规则（算法）。

3、Ribbon内置负载均衡规则

Ribbon内置的负载均衡规则

RoundRobinRule：默认的负载均衡规则。直接从一堆server list中，不断轮询选择出一个server，每个server收到的请求是均匀的。
AvailabilityFilteringRule: 这个rule会检查服务器的可用性
如果连续3次连接失败，就会等待30秒后再次访问；
如果不断失败，那么等待时间会不断变长。
如果某个服务器的并发请求太高了，那么会绕过去，不再访问。
WeightedResponseTimeRule: 附带权重的，每个服务器可以指定一个权重，权重越高优先访问，如果魔鬼服务器响应时间比较长，那么权重就会降低，减少访问
ZoneAvoidanceRule：根据区域和服务器来进行负载均衡，根据机房划分
BestAvailableRule：忽略那些连接失败的服务器，然后尽量找并发比较低的服务器来请求
RandomRule：随机选择一个服务器
RetryRule：可以重试，先通过round robin找到的服务器，如果请求失败，就会接着会重新找一个服务器

可以看到，ribbon主打的就是负载均衡、网络通信，别的一些东西都是次要的。本系列文章会分析一些负载均衡算法的实现，以及看ribbon+eureka+spring cloud是如何整合使用的，会从源码角度分析下ribbon里的一些配置参数

快速体验Ribbon（三）

1、体验Ribbon中健康检查组件IPing

负载均衡器ILoadBalancer里，有IRule负责负载均衡的规则，选择一个服务器；还有一个IPing组件负责定时ping每个服务器，判断其是否存活。

public class GreetingClient4 {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        BaseLoadBalancer loadBalancer = new BaseLoadBalancer();

        List<Server> servers = new ArrayList<>();
        servers.add(new Server("localhost", 8080));
        servers.add(new Server("localhost", 8088));
        loadBalancer.addServers(servers);

        // 每隔1秒ping一次上面那2个server
        loadBalancer.setPing(new PingUrl(false, "/greeting/ping"));
        loadBalancer.setPingInterval(1);

        Thread.sleep(5000);

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Server server = loadBalancer.chooseServer(null);
            System.out.println(server);
        }

    }
}

通过给负载均衡器LoadBalancer设置Ping组件，比如要ping的url，间隔时间等，就可以使用ping功能了。为了实验效果，笔者在原来的greeting服务里新加了一个ping接口，这个接口是个GET接口，没有逻辑和返回值。在启动实验时，可以等1~2秒，停掉其中一个greeting服务实例，可以观察到有趣的现象

实验Ribbon的ping组件

笔者停掉了8088端口的实例，可以看到此时选取的服务器已经都是8080了，这在生产环境是比较实用的。

在生产环境，如果我们想要自定义更为强大的健康检查接口，可以通过实现IPing这个接口，覆盖里面的isAlive方法来实现。

快速体验Ribbon（四）

1、改造eureka入门里的实验代码

在eureka入门里，我们其实已经体验过了，这里为了更明显，对之前的代码稍加改造即可。

服务A-服务提供者

@RestController
public class ServiceAController {

    @Resource
    private Environment environment;

    @GetMapping("/sayHello/{name}")
    public String sayHello(@PathVariable("name") String name) {
        Integer port = environment.getProperty("local.server.port", Integer.class);
        return "hello," + name + ", came from " + port;
    }
}

服务B-服务消费者

使用@LoadBalanced注解启用Ribbon

@Slf4j
@EnableEurekaClient
@SpringBootApplication
public class ServiceBApplication {

    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate getRestTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(ServiceBApplication.class, args);
        log.info("ServiceB 启动成功");
    }
}

@Slf4j
@RestController
@Configuration
public class ServiceBController {

    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/greeting/{name}")
    public String greeting(@PathVariable("name") String name) {
        String response = restTemplate.getForObject("http://serviceA/sayHello/" + name, String.class);
        log.info(response);
        return response;
    }
}

2、开始实验

分别用8081、8082两个端口启动服务A
用9000端口启动服务B
启动eureka集群
打开浏览器，访问http://localhost:9000/greeting/sam多次刷新

SpringCloudRibbon实验

与我们快速体验Ribbon的效果一样，请求被均匀的打到各个实例上去了。

此处不知你是否有疑问，为什么只是简单的加了一个注解，就可以用restTemplate访问不同的实例了呢？

不难猜测，肯定是从eureka那里获取到了服务注册表，然后ribbon拿着这些服务注册表，用自己的IRule组件选出一个server，然后就发送过去请求就可以了。

其实，ribbon的底层原理说白了，就是这些，我们此次源码分析的目的也是围绕这些点剖析一下就可以了，难度比eureka低不少。

总结

我们通过几个实验，了解到了ribbon的几个核心组件，ILoadBalancer负载均衡器，IRule负载均衡规则、IPing定时检测服务存活，以及回味了基于Spring Cloud Netflix Ribbon的简洁集成方式。下一步，跟随笔者进入Ribbon的源码世界吧！

负载均衡：Ribbon入门