微服务(4)

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微服务(4)

在前面,我们添加了@LoadBalanced注解,即可实现负载均衡功能,这是什么原理、什么策略呢?

1. 负载均衡原理

SpringCloud底层其实是利用了一个名为Ribbon的组件,来实现负载均衡功能的。

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那么我们发出的请求明明是http://userservice/user/1,怎么变成了http://localhost:8081的呢?

2. 源码跟踪

为什么我们只输入了service名称就可以访问了呢?之前还要获取ip和端口。

Ribbon是怎么拦截这个请求,并将url进行处理的呢?

显然有人帮我们根据service名称,获取到了服务实例的ip和端口。它就是LoadBalancerInterceptor,这个类会在对RestTemplate的请求进行拦截,然后从Eureka根据服务id获取服务列表,随后利用负载均衡算法得到真实的服务地址信息,替换服务id。

我们进行源码跟踪(双击shift搜索):

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1)LoadBalancerIntercepor

调试一下:

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打个断点:

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浏览器访问:

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停在这了:

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跳两步观察:

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可以看到这里的intercept方法,拦截了用户的HttpRequest请求,然后做了几件事:

  • request.getURI()获取请求uri,本例中就是 http://userservice/user/1
  • originalUri.getHost():获取uri路径的主机名,其实就是服务id名称,userservice
  • this.loadBalancer.execute():处理服务id名称,和用户请求。

这里的this.loadBalancerLoadBalancerClient类型,我们继续跟入。

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2)LoadBalancerClient

继续跟入execute方法,调用getLoadBalancer方法:

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调用getServer方法:

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这个就是我们的内网ip(命令行cmd,ipconfig查看)

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代码是这样的:

  • getLoadBalancer(serviceId):根据服务id获取ILoadBalancer,而ILoadBalancer会拿着服务id去eureka中获取服务列表并保存起来。
  • getServer(loadBalancer):利用内置的负载均衡算法,从服务列表中选择一个。本例中,可以看到获取了8081端口的服务

放行后,再次访问并跟踪,发现获取的是8082:

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果然实现了负载均衡。

3)负载均衡策略IRule

跟进getServer方法:

进入方法内部:

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  • 通过规则选择

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IRule,故名思意就是规则接口,想必就是负载均衡算法的规则取决于它

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可见IRule接口有很多的实现

最明显的就是RandomRule,顾名思义就是随机;RoundRobinRule,顾名思义就是轮询调度

而现在的规则是:ZoneAvoidanceRule

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key是default(其实就是尝试从配置文件里获取常量,没有配置就获取不到,就默认咯)

我们看看这个rule是谁:

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这不就是轮询的意思嘛。

到这里,整个负载均衡的流程我们就清楚了,至于这些策略规则是什么,随后讲解~

4)总结

SpringCloudRibbon的底层采用了一个拦截器,拦截了RestTemplate发出的请求,对地址做了修改。用一幅图来总结一下:

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基本流程如下:

  • 拦截我们的RestTemplate请求http://userservice/user/1
  • RibbonLoadBalancerClient会从请求url中获取服务名称,也就是userservice
  • DynamicServerListLoadBalancer根据userservice到eureka拉取服务列表
  • eureka返回列表,localhost:8081、localhost:8082
  • IRule利用内置负载均衡规则,从列表中选择一个,例如localhost:8081
  • RibbonLoadBalancerClient修改请求地址,用localhost:8081替代userservice,得到http://localhost:8081/user/1,发起真实请求

3. 负载均衡策略

3.1 负载均衡策略

负载均衡的规则都定义在IRule接口中,而IRule有很多不同的实现类:

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不同规则的含义如下:

内置负载均衡规则类规则描述
RoundRobinRule简单轮询服务列表来选择服务器。
AvailabilityFilteringRule对以下两种服务器进行忽略: (1)在默认情况下,这台服务器如果3次连接失败,这台服务器就会被设置为“短路”状态。短路状态将持续30秒,如果再次连接失败,短路的持续时间就会几何级地增加。 (2)并发数过高的服务器。如果一个服务器的并发连接数过高,配置了AvailabilityFilteringRule规则的客户端也会将其忽略。并发连接数的上限,可以由客户端的..ActiveConnectionsLimit属性进行配置。
WeightedResponseTimeRule为每一个服务器赋予一个权重值。服务器响应时间越长,这个服务器的权重就越小。这个规则会随机选择服务器,这个权重值会影响服务器的选择。
ZoneAvoidanceRule以区域可用的服务器为基础进行服务器的选择。使用Zone对服务器进行分类,这个Zone可以理解为一个机房、一个机架等。而后再对Zone内的多个服务做轮询。(如果没有Zone的划分,其实就是跟普通轮询没啥区别)
BestAvailableRule忽略那些短路的服务器,并选择并发数较低的服务器。
RandomRule随机选择一个可用的服务器。
RetryRule重试机制的选择逻辑

默认的实现就是ZoneAvoidanceRule,是一种轮询方案

默认情况下,浏览器依次访问101、102、103、104,查看日志:(右侧栏有个垃圾桶,点击清空日志)

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其实每次都这样(一个2 4;一个1 3),就是轮询策略~

3.2 自定义负载均衡策略

通过定义IRule实现可以修改负载均衡规则,有两种方式

  1. 代码方式:在order-service中的OrderApplication类中,定义一个新的IRule:
    • 那么ribbon就会以这个bean的规则优先
@Bean
public IRule randomRule(){
    return new RandomRule();
}

效果:

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每次都不一样,甚至会出现有一个服务一个都没有,很明显是随机(次数多了还每个服务的调用次数是很均衡的)

  1. 配置文件方式:在order-service的application.yml文件中,添加新的配置也可以修改规则:
userservice: # 给某个微服务配置负载均衡规则,这里是userservice服务
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 负载均衡规则 

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效果一致~

注意,一般用默认的负载均衡规则,不做修改。

  1. 配置文件的设置优先级较高,如果代码方法设置的是A,配置方法设置的是B,则最终呈现是B
  2. 代码设置的是全局的方案,也就是说在order-service访问哪个微服务的都是这个规则
  3. 配置设置的是特定的微服务负载均衡规则(优先级高也正常了)
    • 从配置设置的键(userservice)可见,是针对一个微服务的

4. 饥饿加载

不知道你有没有发现,我们浏览器测试刚才的用例的时候,第一次要反应一会儿,后面的就很流畅:

我们通过浏览器开发者工具来看看第一次访问的时候的时间:

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达到恐怖的744ms!

而之后就比较快了:

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这是因为:

  • Ribbon默认是采用懒加载,即第一次访问时才会去创建LoadBalanceClient,请求时间会很长。

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  • 严格来说是第一次用到这个服务的LoadBalanceClient才会加载
  • 加载之后就缓存下来了,可以直接用或者下一次拉取直接赋值给这个对象就行了
    • 当然,如果是别的服务的LoadBalanceClient,还需要加载

饥饿加载则会在项目启动时创建,降低第一次访问的耗时,通过下面配置开启饥饿加载:

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true # 默认false为懒加载,这里设置为true为饥饿加载
    clients: userservice # 指定对哪个微服务饥饿加载

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  • clients的值是一个集合,可以这么写:

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重启

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  • 可见已经加载

观察一下时间:

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第一次访问快了不少了(第一次也要加载一些框架之类的,当然也可以设置为饥饿加载,不在这里演示)


文章到此结束!谢谢观看
可以叫我 小马,我可能写的不好或者有错误,但是一起加油鸭🦆

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