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疯狂Spring Cloud连载(7)Ribbon负载均衡器

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发表于 2017-11-18 19:30:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 杨恩雄 于 2017-11-28 14:50 编辑

 本文节选自《疯狂Spring Cloud微服务架构实战》

Spring Cloud教学视频http://www.crazyit.org/thread-11730-1-1.html

Spring Cloud电子书http://www.crazyit.org/thread-11737-1-1.html

Ribbon负载均衡

要点

    Ribbon负载均衡器

Ribbon负载均衡

Ribbon提供了几个负载均衡的组件,其目的就是为了让请求转给合适的服务器处理,因此,如何选择合适的服务器,便成为负载均衡机制的核心。本小节将围绕Ribbon负载均衡器的组件,向大家展示Ribbon负载均衡的实现机制。

负载均衡器

Ribbon的负载均衡器接口,定义了服务器的操作,主要是用于进行服务器选择。前面的例子中,客户端使用了RestClient类,在发送请求时,会使用负载均衡器(ILoadBalancer接口,根据特定的逻辑来选择服务器,服务器列表使用listOfServers进行配置,也可以使用动态更新机制代码清单4-4使用负载均衡器来选择服务器。

代码清单4-4

codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\ChoseServerTest.java

//创建负载均衡器

ILoadBalancer lb = new BaseLoadBalancer();

//添加服务器

List<Server> servers = new ArrayList<Server>();

servers.add(new Server("localhost", 8080));

servers.add(new Server("localhost", 8081));

lb.addServers(servers);

//进行6次服务器选择

for(int i = 0; i < 6; i++) {

Server s = lb.chooseServer(null);

System.out.println(s);

}

代码中使用了BaseLoadBalancer这个负载均衡器,将两个服务器对象加入到负载均衡器中,再调用6chooseServer方法,可以看到输出如下:

localhost:8081

localhost:8080

localhost:8081

localhost:8080

localhost:8081

localhost:8080

根据结果可知,最终选择的服务器与前面章节一致,可以判定本例第一个Ribbon例子,选择服务器逻辑一致的,在默认情况下,会使用RoundRobinRule的规则逻辑

自定义负载规则

根据前一小节可知,选择哪个服务器进行请求处理,由ILoadBalancer接口chooserServer方法决定,而在BaseLoadBalancer类中,则使用IRule接口的choose方法来决定选择哪一个服务器对象。如果想自定义负载均衡规定,可以编写一个IRule接口的实现类。代码清单4-5实现了自己的负载规定

代码清单4-5codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\MyRule.java

public class MyRule implements IRule {

ILoadBalancer lb;

public MyRule() {

}

public MyRule(ILoadBalancer lb) {

this.lb = lb;

}

 

public Server choose(Object key) {

//获取全部的服务器

List<Server> servers = lb.getAllServers();

//只返回第一个Server对象

return servers.get(0);

}

 

public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {

this.lb = lb;

}

 

public ILoadBalancer getLoadBalancer() {

return this.lb;

}

}

在自定义规则类中,实现的choose方法,调用了ILoadBalancergetAllServers方法返回全部的服务器,为了简单起见,本例只返回第一个服务器。为了能在负载均衡器中使用自定义的规则,需要修改选择服务器的代码,请见代码清单4-6

代码清单4-6codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\TestMyRule.java

//创建负载均衡器

BaseLoadBalancer lb = new BaseLoadBalancer();

//设置自定义的负载规则

lb.setRule(new MyRule(lb));

//添加服务器

List<Server> servers = new ArrayList<Server>();

servers.add(new Server("localhost", 8080));

servers.add(new Server("localhost", 8081));

lb.addServers(servers);

//进行6次服务器选择

for(int i = 0; i < 6; i++) {

Server s = lb.chooseServer(null);

System.out.println(s);

}

运行代码清单4-6,可以看到,请求6次所得到的服务器均为“localhost:8080。以上是直接使用编码方式来设置负载规则,可以使用配置的方式来完成这些工作。修改Ribbon的配置,让请求的客户端,使用我们定义的负载规则,请见代码清单4-7

代码清单4-7

codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\TestMyRuleConfig.java

//设置请求的服务器

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(

"my-client.ribbon.listOfServers",

"localhost:8080,localhost:8081");

//配置规则处理类

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(

"my-client.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName",

MyRule.class.getName());

//获取REST请求客户端

RestClient client = (RestClient) ClientFactory

.getNamedClient("my-client");

//创建请求实例

HttpRequest request = HttpRequest.newBuilder().uri("/person/1").build();

//发 送10次请求到服务器中

for (int i = 0; i< 6; i++) {

HttpResponse response = client.executeWithLoadBalancer(request);

String result = response.getEntity(String.class);

System.out.println(result);

}

请求客户端中,与前面章节的客户端基本一致,只是加入了“my-clent.ribbon.NFLoadBalancerRuleClassName”属性,设置了自定义规则处理类为MyRule,这个配置项同样可以配置文件中使用,包括Spring Cloud的配置文件(application.yml等)。

启动前面章节的服务器端两次,分别设置80808081端口,再运行代码清单4-7可以看到输出了6{"id":1,"name":"Crazyit","age":30,"message":"http://localhost:8080/person/1"},根据结果可知,我们的自定义规则生效,请求只让8080端口处理。

在实际环境中,如果要实现自定义的负载规则,可能还需要结合各种因素,例如考虑具体业务的发生时间、服务器性能等,实现中可能还涉及使用计算器、数据库等技术,具体情形会更为复杂,本例的负载规则较为简单,目的是让读者了解负载均衡的原理。

Ribbon自带的负载规则

Ribbon提供了若干个内置的负载规则,使用者完全可以直接使用,主要有以下内置的负载规则

     RoundRobinRule:系统默认的规则通过简单的轮询服务列表来选择服务器,其他的规则在很多情况下,仍然使用RoundRobinRule

     AvailabilityFilteringRule该规则会忽略以下服务器:

    无法连接的服务器:在默认情况下,如果3次连接失败,该服务器将会被置为“短路”的状态,该状态将持续30秒,如果再次连接失败,“短路”状态的持续时间将会以几何级增加。可以通过修改niws.loadbalancer.<clientName>.connectionFailureCountThreshold属性,来配置连接失败的次数。

    并发数过高的服务器:如果连接到该服务器的并发数过高,也会被这个规则忽略,可以通过修改<clientName>.ribbon.ActiveConnectionsLimit属性来设定最高并发数。

     WeightedResponseTimeRule:为每个服务器赋予一个权重值,服务器的响应时间越长,该权重值就是越少,这个规则会随机选择服务器,这个权重值有可能会决定服务器的选择。

     ZoneAvoidanceRule:该规则以区域、可用服务器为基础,进行服务器选择。使用Zone对服务器进行分类,可以理解为机架或者机房。

     BestAvailableRule:忽略“短路”的服务器,并选择并发数较低的服务器。

     RandomRule:顾名思义,随机选择可用的服务器。

     RetryRule:含有重试的选择逻辑,如果使用RoundRobinRule选择服务器无法连接,那么将会重新选择服务器。

以上提供的负载规则,基本可以满足大部分的需求,如果有更为复杂的要求,建议实现自定义负载规则

Ping机制

在负载均衡器中,提供了Ping的机制,每隔一段时间,会去Ping服务器,判断服务器是否存活。该工作由IPing接口的实现类负责,如果单独使用Ribbon在默认情况下,不会激活Ping机制,默认的实现类为DummyPing代码清单4-8,使用另外一个IPing实现类PingUrl

代码清单4-8codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\TestPingUrl.java

//创建负载均衡器

BaseLoadBalancer lb = new BaseLoadBalancer();

//添加服务器

List<Server> servers = new ArrayList<Server>();

// 8080端口连接正常

servers.add(new Server("localhost", 8080));

//一个不存在的端口

servers.add(new Server("localhost", 8888));

lb.addServers(servers);

//设置IPing实现类

lb.setPing(new PingUrl());

//设置Ping时间间隔为2

lb.setPingInterval(2);

Thread.sleep(6000);

for(Server s : lb.getAllServers()) {

System.out.println(s.getHostPort() + " 状态:" + s.isAlive());

}

代码清单4-8,使用了代码的方法来设置负载均衡器使用PingUrl,设置了每隔2秒,就向两个服务器请求,PingUrl实际是使用的是HttpClient以上例子中,实际上会请求“http://localhost:8080”与“http://localhost:8888”这两个地址,在运行前先以8080端口启动前面章节的服务器,最终效果为8080的服务器状态正常,而8888的服务器则无法连接,运行代码清单4-8,可以看到输出如下:

localhost:8080 状态:true

localhost:8888 状态:false

除了在代码中配置使用IPing类外,还可以在配置中设置IPing实现类,请见代码清单4-9

代码清单4-9

codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\TestPingUrlConfig.java

//设置请求的服务器

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(

"my-client.ribbon.listOfServers",

"localhost:8080,localhost:8888");

//配置Ping处理类

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(

"my-client.ribbon.NFLoadBalancerPingClassName",

PingUrl.class.getName());

//配置Ping时间间隔

ConfigurationManager.getConfigInstance().setProperty(

"my-client.ribbon.NFLoadBalancerPingInterval",

2);

//获取REST请求客户端

RestClient client = (RestClient) ClientFactory

.getNamedClient("my-client");

Thread.sleep(6000);

//获取全部服务器

List<Server> servers = client.getLoadBalancer().getAllServers();

System.out.println(servers.size());

//输出状态

for(Server s : servers) {

System.out.println(s.getHostPort() + " 状态:" + s.isAlive());

}

注意代码中的以下两个配置:

     my-client.ribbon.NFLoadBalancerPingClassName:配置IPing的实现类。

     my-client.ribbon.NFLoadBalancerPingInterval:配置Ping操作的时间间隔。

以上两个配置,同样可以使用在配置文件中。

自定义Ping

通过前面章节的案例可知,实现自定义Ping较为简单,先实现IPing接口,然后再通过配置来设定具体的Ping实现类,代码清单4-10为自定义的Ping类。

代码清单4-10codes\04\4.2\first-ribbon-client\src\main\java\org\crazyit\cloud\MyPing.java

public class MyPing implements IPing {

 

public boolean isAlive(Server server) {

System.out.println("这是自定义Ping实现类:" + server.getHostPort());

return true;

}

}

要使用自定义的Ping类,通过修改<client>.<nameSpace>.NFLoadBalancerPingClassName配置即可,在此不再赘述。

其他配置

本小节主要介绍了Ribbon负载均衡器的负载规则以及Ping这两部分可以通过配置来实现逻辑的改变,除了这两部分外,还可以使用以下的配置,来改变负载均衡器的其他行为:

     NFLoadBalancerClassName指定负载均衡器的实现类,可利用该配置,实现自己的负载均衡器。

     NIWSServerListClassName服务器列表处理类,用来维护服务器列表,Ribbon已经实现动态服务器列表。

     NIWSServerListFilterClassName用于处理服务器列表拦截。

 

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