微服务负载均衡器Ribbon和LoadBalancer

隔壁小邓

235人浏览 · 2026-06-05 15:52:54

隔壁小邓 · 2026-06-05 15:52:54 发布

一、负载均衡介绍

二、Ribbon

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon 实现的一套客户端的负载均衡工具，Ribbon客户端组件提供一系列的完善的配置，如超时，重试等。

　　通过Load Balancer获取到服务提供的所有机器实例，Ribbon会自动基于某种规则(轮询，随机)去调用这些服务。

　　Ribbon也可以实现我们自己的负载均衡算法。

２.１Spring Cloud Alibaba整合Ribbon

服务调用者整合Ribbon

1) 引入ribbon依赖

<!--添加ribbon的依赖-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>.
</dependency>

nacos-discovery依赖了ribbon，可以不用再引入ribbon依赖

2) RestTemplate 添加@LoadBalanced注解，让RestTemplate在请求时拥有客户端负载均衡的能力

@Configuration
public class RestConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced //开启负载均衡
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    } 
}

3）使用微服务名发起调用

@Autowired
private RestTemplate restTemplate;

@RequestMapping(value = "/findOrderByUserId/{id}")
public R  findOrderByUserId(@PathVariable("id") Integer id) {
    // ribbon实现，restTemplate需要添加@LoadBalanced注解
    String url = "http://mall-order/order/findOrderByUserId/"+id;
    R result = restTemplate.getForObject(url,R.class);

   return result;
}

说明：在RestTemplate的bean方法上加上@LoadBalanced标识开启负载均衡，同时会将服务名替换为ip:port的形式

2.2 内核原理

@LoadBalanced 注解原理

　　参考源码： LoadBalancerAutoConfiguration。

　　@LoadBalanced使用了@Qualifier，spring中@Qualifier用于筛选限定注入Bean。@LoadBalanced利用@Qualifier作为restTemplates注入的筛选条件，筛选出具有负载均衡标识的RestTemplate。

被@LoadBalanced注解的restTemplate会被定制，会被添加LoadBalancerInterceptor拦截器。

因此，如果不使用@LoadBalanced注解，也可以通过添加LoadBalancerInterceptor拦截器让restTemplate起到负载均衡器的作用，如下：

@Bean
public RestTemplate restTemplate(LoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) {
    RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();
    //注入loadBalancerInterceptor拦截器
    restTemplate.setInterceptors(Arrays.asList(loadBalancerInterceptor));
    return restTemplate;
}

2.3 Ribbon扩展功能

2.3.１Ribbon相关接口

　　参考： org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClientConfiguration

　　IClientConfig：Ribbon的客户端配置，默认采用DefaultClientConfigImpl实现。

　　IRule：Ribbon的负载均衡策略，默认采用ZoneAvoidanceRule实现，该策略能够在多区域环境下选出最佳区域的实例进行访问。

　　IPing：Ribbon的实例检查策略，默认采用DummyPing实现，该检查策略是一个特殊的实现，实际上它并不会检查实例是否可用，而是始终返回true，默认认为所有服务实例都是可用的。

　　ServerList：服务实例清单的维护机制，默认采用ConfigurationBasedServerList实现。

　　ServerListFilter：服务实例清单过滤机制，默认采ZonePreferenceServerListFilter，该策略能够优先过滤出与请求方处于同区域的服务实例。

　　ILoadBalancer：负载均衡器，默认采用ZoneAwareLoadBalancer实现，它具备了区域感知的能力。

2.3.２负载均衡策略

对应的接口为IRule。

RandomRule：随机选择一个Server。
RetryRule：对选定的负载均衡策略机上重试机制，在一个配置时间段内当选择Server不成功，则一直尝试使用subRule的方式选择一个可用的server。
RoundRobinRule：轮询选择，轮询index，选择index对应位置的Server。
AvailabilityFilteringRule：过滤掉一直连接失败的被标记为circuit tripped的后端Server，并过滤掉那些高并发的后端Server或者使用一个AvailabilityPredicate来包含过滤server的逻辑，其实就是检查status里记录的各个Server的运行状态。
BestAvailableRule：选择一个最小的并发请求的Server，逐个考察Server，如果Server被tripped了，则跳过。
WeightedResponseTimeRule：根据响应时间加权，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。
ZoneAvoidanceRule：默认的负载均衡策略，即复合判断Server所在区域的性能和Server的可用性选择Server，在没有区域的环境下，类似于轮询
NacosRule: 优先调用同一集群的实例，基于随机权重。

2.3.３负载均衡策略配置

　　全局配置：调用的微服务，一律使用指定的负载均衡策略

@Configuration
public class RibbonConfig {

    /**
     * 全局配置
     * 指定负载均衡策略
     * @return
     */
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        // 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机权重）
        return new NacosRule();
    }
｝

　　局部配置：调用指定微服务时，使用对应的负载均衡策略

　　修改application.yml

# 被调用的微服务名
mall-order:
  ribbon:
    # 指定使用Nacos提供的负载均衡策略（优先调用同一集群的实例，基于随机&权重）
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosRule

2.3.４自定义负载均衡策略

　　通过实现 IRule 接口可以自定义负载策略，主要的选择服务逻辑在 choose 方法中。

1）实现基于Nacos权重的负载均衡策略

@Slf4j
public class NacosRandomWithWeightRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    @Autowired
    private NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties;

    @Override
    public Server choose(Object key) {
        DynamicServerListLoadBalancer loadBalancer = (DynamicServerListLoadBalancer) getLoadBalancer();
        String serviceName = loadBalancer.getName();
        NamingService namingService = nacosDiscoveryProperties.namingServiceInstance();
        try {
            //nacos基于权重的算法
            Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance(serviceName);
            return new NacosServer(instance);
        } catch (NacosException e) {
            log.error("获取服务实例异常：{}", e.getMessage());
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig clientConfig) {

    }
｝

2) 配置自定义的策略

　　全局配置或局部配置

2.3.５饥饿加载

　　在进行服务调用的时候，如果网络情况不好，第一次调用会超时。Ribbon默认懒加载，意味着只有在发起调用的时候才会创建客户端。

开启饥饿加载，解决第一次调用慢的问题

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: mall-order

参数说明：

ribbon.eager-load.enabled：开启ribbon的饥饿加载模式。

ribbon.eager-load.clients：指定需要饥饿加载的服务名，也就是你需要调用的服务，如果有多个服务，则用逗号隔开。

三、LoadBalancer　

　　Spring Cloud LoadBalancer是Spring Cloud官方自己提供的客户端负载均衡器, 用来替代Ribbon。

　　Spring官方提供了RestTemplate和WebClient两种客户端都可以使用loadbalancer。

RestTemplate

　　RestTemplate是Spring提供的用于访问Rest服务的客户端，RestTemplate提供了多种便捷访问远程Http服务的方法，能够大大提高客户端的编写效率。默认情况下，RestTemplate默认依赖jdk的HTTP连接工具。

WebClient

　　WebClient是从Spring WebFlux 5.0版本开始提供的一个非阻塞的基于响应式编程的进行Http请求的客户端工具。它的响应式编程的基于Reactor的。WebClient中提供了标准Http请求方式对应的get、post、put、delete等方法，可以用来发起相应的请求。

3.1 RestTemplate整合LoadBalancer

1）引入依赖

<!-- LoadBalancer -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

<!-- 提供了RestTemplate支持 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>

<!-- nacos服务注册与发现  移除ribbon支持-->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

注意：

　　 nacos-discovery中引入了ribbon，需要移除ribbon的包。如果不移除，也可以在yml中配置不使用ribbon。

　　默认情况下，如果同时拥有RibbonLoadBalancerClient和BlockingLoadBalancerClient，为了保持向后兼容性，将使用RibbonLoadBalancerClient。要覆盖它，可以设置spring.cloud.loadbalancer.ribbon.enabled属性为false。

2）使用@LoadBalanced注解修饰RestTemplate，开启客户端负载均衡功能

@Configuration
public class RestConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

3) 使用

@RestController
@RequestMapping("/user")
public class UserController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;

    @RequestMapping(value = "/findOrderByUserId/{id}")
    public R findOrderByUserId(@PathVariable("id") Integer id) {
        String url = "http://mall-order/order/findOrderByUserId/"+id;
        R result = restTemplate.getForObject(url,R.class);
        return result;
    }
}

3.2 WebClient整合LoadBalancer

1）引入依赖

<!-- LoadBalancer -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

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

<!-- nacos服务注册与发现 -->
<dependency>
    <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>

2) 配置WebClient作为负载均衡器的client

@Configuration
public class WebClientConfig {

    @LoadBalanced
    @Bean
    WebClient.Builder webClientBuilder() {
        return WebClient.builder();
    }
    
    @Bean
    WebClient webClient() {
      return webClientBuilder().build();
    }
}

3) 使用

@Autowired
private WebClient webClient;

@RequestMapping(value = "/findOrderByUserId2/{id}")
public Mono<R> findOrderByUserIdWithWebClient(@PathVariable("id") Integer id) {

    String url = "http://mall-order/order/findOrderByUserId/"+id;
    //基于WebClient
    Mono<R> result = webClient.get().uri(url)
            .retrieve().bodyToMono(R.class);
    return result;
}

原理：底层会使用ReactiveLoadBalancer

引入webFlux

@Autowired
private ReactorLoadBalancerExchangeFilterFunction lbFunction;

@RequestMapping(value = "/findOrderByUserId3/{id}")
public Mono<R> findOrderByUserIdWithWebFlux(@PathVariable("id") Integer id) {

    String url = "http://mall-order/order/findOrderByUserId/"+id;
    //基于WebClient+webFlux
    Mono<R> result = WebClient.builder()
            .filter(lbFunction)
            .build()
            .get()
            .uri(url)
            .retrieve()
            .bodyToMono(R.class);
    return result;
}

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