说的多，也要做的多，这样才踏实多。
1.基础知识
首先要明白一个基础知识点:
也就是说
- Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的一套客户端负载均衡工具。
- 核心功能是在Netflix Ribbon项目中
本文基于Brixton版本,springboot环境下直接看的源码
<dependency>
<groupId>org.springframework.cloud</groupId>
<artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
<version>Brixton.SR4</version>
<type>pom</type>
<scope>import</scope>
</dependency>ml
2.Netflix Ribbon主要组件
先从Netflix Ribbon项目的角度去看
2.1 ServerList 服务列表
存储服务列表，也就是被负载均衡的对象
主要实现
- ConfigurationBasedServerList： 静态服务列表，也就是我们通常所说的写死，项目启动前配置好。
- DiscoveryEnabledNIWSServerList：动态服务列表，从
Eureka Client中获取服务列表。
2.2 ServerListFilter服务筛选
筛选特定条件的服务列表，对ServerList服务器列表进行二次过滤
主要实现：
- AbstractServerListFilter
负责从负载均衡器中过滤出当前可用的服务器列表的类
- ZoneAffinityServerListFilter: 过滤掉所有的不和客户端在相同zone的服务(注意：如果和客户端相同的zone不存在，才不过滤不同zone有服务)
- ZonePreferenceServerListFilter：
- ServerListSubsetFilter
2.3 ServerListUpdater 服务列表的更新
定义关于更新动作，根据策略执行更新操作，更新ServerList列表，一般用于动态ServerList
主要实现：
2.4 IPing 服务存活检查
检查一个服务是否存活，
主要实现：
- DummyPing ： 总是认为存活
- NoOpPing：什么都不做
- PingConstant：通过配置参数设置指定服务器存活状态
- NIWSDiscoveryPing: 如果服务实例在本地的Eureka缓存中存在，则返回true（默认配置）。ribbon-eureka包中提供的类，结合eureka使用时，如果Discovery Client在线，则认为心跳检测通过
- PingUrl：用HttpClient调用服务的一个URL，如果调用成功，则认为本次心跳成功，表示此服务活着
IPing检查的是当个服务的存活性。
IPingStrategy：服务列表检查策略接口，
唯一实现：SerialPingStrategy：采用线性遍历的策略方式，使用IPing检查每个服务的存活性。
2.5 IRule 根据算法选择一个服务
根据算法中从服务列表中选取一个要访问的服务
主要实现：
- RandomRule:随机算法
- RoundRobinRule ： 轮训策略（
默认策略）
- RetryRule: 轮询 + 重试，在RoundRobinRule基础上，增加重试功能
- WeightedResponseTimeRule： (
非常好) 刚启动时，统计数据不足，先使用RoundRobinRule策略。有个DynamicServerWeightTask定时任务，默认每隔30秒会计算一次各个服务实例响应时间，等统计信息足够，切换到WeightedResponseTimeRule.
- BestAvailableRule: 先过滤到断路器处于打开的服务，然后选择并发请求最小的服务实例来使用。刚启动时，如果统计信息不足，则使用RoundRobinRule策略，等统计信息足够，会切换到BestAvailableRule。
- PredicateBasedRule: 过滤+轮训
- AvailabilityFilteringRule: (1)由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态;(2)并发的连接数量超过阈值. (3)对剩余的服务列表，进行轮询
小结：我们可以看出上述组件是对 服务列表(待负载对象)的定义，与操作。但是要想让他们协同起来干活。这就需要ILoadBalancer
2.6 ILoadBalancer：统筹者,总管
负载均衡器，负责负载均衡调度的管理，总管级别。调度其他组件，完成从服务列表里获取一个服务的目标
对外提供一个方法，选择出一个Server来。
public Server chooseServer(Object key);
抽象类：AbstractLoadBalancer 主要定义了服务的分组
主要实现：
1.BaseLoadBalancer： 基本负载均衡器实现.维护
（1）维护一个所有服务列表+当前存活服务列表
（2）默认使用轮训选择一个服务
（3）定义一个定时器，根据SerialPingStrategy策略定时检活
2.DynamicServerListLoadBalancer动态升级版
（1）DomainExtractingServerList 动态从EurekaClient获取UP状态服务列表
（2）ZoneAffinityServerListFilter对列表进行过滤
（3）PollingServerListUpdater定时对服务进行更新
3.ZoneAwareLoadBalancer： 在DynamicServerListLoadBalancer基础上增加了zone策略。
（1）此类使用ZoneStats存储每个Zone的状态和平均请求情况。区域指标作为选择服务的影响因素
2.7 配置组件组合方式
组件有了，到底采用哪种组合方式呢？Ribbon为使用者提供了可配置化。
通过不同的组件组合，配置不同的负载均衡效果。
配置的方式有哪些呢：
- IClientConfig 接口：默认实现
DefaultClientConfigImpl。你不配置任何属性，则默认会使用这里面定义的组件。当然这里还有其他各种属性的配置
默认配置的组件有:
- 文件配置: 当我们更换默认的配置时，我们可以在配置文件里配置各种属性
属性格式配置如下
<clientName>.<nameSpace>.<propertyName>=<value>
api-user.ribbon.listOfServers=localhost:8099
这样：Netfix-Ribbon的大概组件，以及工作原理也就一目了然了
项目地址https://github.com/Netflix/ribbon
3.SC-Ribbon主要组件(脱离Eureka)
SpringCloud-Ribbon集成了Netflix Ribbon，使其融入springcloud体系。
核心的功能都在Netflix Ribbon项目中了。SC-Ribbon封装Netflix Ribbon，主要做了一些集成工作。
为此，SpringCloud-Ribbon又增加了哪些组件，干了哪些事呢？
思考：既然核心功能在Netflix Ribbon项目中了。此项目干的事，无非就是从以下几方面入手
- 配置层面：符合Spring体系的配置习惯
- 使用层面: 如何使用Ribbon的负载均衡
！！！！！注意注意： 此处说的是脱离Eureka使用SpringCloud-Ribbon
下面我们来看为此做出的工作：
配置层面的工作：
3.1 (配置)默认的配置RibbonClientConfiguration
此配置类也是作为一个默认配置类存在，也就是在你不配置任何东西是SpringCloud-Ribbon默认装载的核心组件的组合，
相比于Netflix Ribbon项目DefaultClientConfigImpl 的提供的默认组件为
![在这里插入图片描述]()
3.2 (配置)自定义配置
本着可扩展原则: SpringCloudRibbon也要提供个性化配置功能。
3.2.1 注解式配置类
这里涉及两个注解：@RibbonClient与@RibbonClients （注意有个s）
- 这两注解类功能是，被他们注解的类会通过某种机制
RibbonClientConfiguration替换默认的配置
- 这两个注解的区别是：一个覆盖的是单个服务的某个组件，一个针对多个服务
使用方式如下：我把user服务负载均衡的IPing 组件替换为我的MyPingUrl。
Configuration
@RibbonClient(name = "user", configuration = UserConfiguration.class)
public class UserRibbonConfiguration {
}
@Configuration
protected static class UserConfiguration{
@Bean
public IPing ribbonPing() {
return new MyPingUrl();
}
}
注意 添加UserConfiguration中的配置。UserConfiguration必须使用@Configuration进行声明，而且不能放在可以被main application context的@ComponentScan或@SpringBootApplication扫描到的地方，防止该配置被所有的@RibbonClient共享
如果想把所有服务的负载均衡的的IPing 组件替换为我的MyPingUrl
@RibbonClient(defaultConfiguration = UserConfiguration.class)
public class UserRibbonConfiguration {
}
工作原理：
这两个注解的工作原理是：通过引入RibbonClientConfigurationRegistrar注册器，将配置类注册为一个RibbonClientSpecification
@Configuration
@Import(RibbonClientConfigurationRegistrar.class)
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
public @interface RibbonClient {
}
public class RibbonClientConfigurationRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {
private void registerClientConfiguration(BeanDefinitionRegistry registry,
Object name, Object configuration) {
BeanDefinitionBuilder builder = BeanDefinitionBuilder
.genericBeanDefinition(RibbonClientSpecification.class);
builder.addConstructorArgValue(name);
builder.addConstructorArgValue(configuration);
registry.registerBeanDefinition(name + ".RibbonClientSpecification",
builder.getBeanDefinition());
}
}
RibbonClientSpecification: 直译为客户端规范，对，你的个性化配置被解析为一个客户端规范
举例说明为：
- A服务，B服务使用同一个个性化配置，A,B服务就有一个
RibbonClientSpecification规范
- C服务使用一个个性化配置，C服务就有一个
RibbonClientSpecification规范
这个规范是如何生效的呢？见下文
3.2.1 配置文件里配置：
另一种就是直接在spring体系内的配置文件中配置
application.yml
api-user:
ribbon:
NIWSServerListClassName: com.netflix.loadbalancer.ConfigurationBasedServerList
在这些属性中定义的类优先于使用@RibbonClient(configuration=MyRibbonConfig.class)定义的bean和由Spring Cloud Netflix提供的默认值。
说了配置，在讲讲使用层面的工作
使用层面的工作：
负载均衡功能的使用其实就在ILoadBalancer这个统筹组件上。所谓使用，其实就是就在这个ILoadBalancer上。
3.3 (使用) SpringClientFactory
SpringClientFactory使用工厂模式对外提供：根据serviceId获取IClient, ILoadBalance, ILoadBalanceContext等对象的服务。
这里我们只关注ILoadBalance的获取。
SpringClientFactory 为每个服务创建一个独立的上下文，并在其中加载对应的配置及Ribbon核心接口的实现类。创建逻辑在其父类NamedContextFactory
public abstract class NamedContextFactory{
private Map<String, C> configurations = new ConcurrentHashMap<>();
private Class<?> defaultConfigType;
protected AnnotationConfigApplicationContext createContext(String name) {
AnnotationConfigApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext();
if (this.configurations.containsKey(name)) {
for (Class<?> configuration : this.configurations.get(name)
.getConfiguration()) {
context.register(configuration);
}
}
for (Map.Entry<String, C> entry : this.configurations.entrySet()) {
if (entry.getKey().startsWith("default.")) {
for (Class<?> configuration : entry.getValue().getConfiguration()) {
context.register(configuration);
}
}
}
context.register(PropertyPlaceholderAutoConfiguration.class,
this.defaultConfigType);
context.getEnvironment().getPropertySources().addFirst(new MapPropertySource(
this.propertySourceName,
Collections.<String, Object> singletonMap(this.propertyName, name)));
if (this.parent != null) {
context.setParent(this.parent);
}
context.refresh();
return context;
}
}
这里有两个点：
-
根据传入服务serverId 创建一个AnnotationConfigApplicationContext，装载属于他自己的负载均衡套件。不同的服务有不同的上下文，里面存储的是属于他的负载均衡套件组合
-
服务的负载均衡套件组合方式。是上文提到的两种配置方式决定的。也就是configurations 与defaultConfigType两个属性所代表的规范。
private Map<String, C> configurations = new ConcurrentHashMap<>();
private Class<?> defaultConfigType;
- configurations ：代表的是个性化配置的套件规范。上文提到的
RibbonClientSpecification
- defaultConfigType :代表的就是sc-ribbon的默认配置类
RibbonClientConfiguration
当我们调用SpringClientFactory.getLoadBalancer方法获取一个负载均衡器实例时， 本质就是在这个服务对应的上下文中取出属于他的ILoadBalancer实现。
public <T> T getInstance(String name, Class<T> type) {
AnnotationConfigApplicationContext context = getContext(name);
if (BeanFactoryUtils.beanNamesForTypeIncludingAncestors(context,
type).length > 0) {
return context.getBean(type);返回bean
}
return null;
}
获取到ILoadBalancer实现，我们就可以调用其chooseServer获得一个服务实例，进行请求了。
ILoadBalancer userLoadBalancer = clientFactory.getLoadBalancer("user");
Server server = userLoadBalancer.chooseServer("default")
3.4 (使用) LoadBalancerClient
LoadBalancerClient封装了SpringClientFactory， 作为负载均衡器客户端，被广泛使用。这个类才是SC-Ribbon的真正负载均衡客户端的入口。
提供了三个方法：
- 选择服务实例方法；
- 执行请求方法
- 重构uri方法。
每个方法都是与负载均衡有关
ServiceInstance choose(String serviceId);
<T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request) throws IOException;
URI reconstructURI(ServiceInstance instance, URI original);
LoadBalancerClient作为负载均衡客户端。他的能力完全是建立在以上所有组件的共同努力下实现的。
public class MyClass {
@Autowired
private LoadBalancerClient loadBalancer;
public void doStuff() {
ServiceInstance instance = loadBalancer.choose("stores");
URI storesUri = URI.create(String.format("http://%s:%s", instance.getHost(), instance.getPort()));
}
}
3.SC-Ribbon与eureka一起使用又发生了什么
1.配置层面：
当SpringCloudRibbon与Eureka一起使用时，会使用@RibbonClients为所有的服务的负载均衡替换一些默认组件（更换组合套件）
@Configuration
@EnableConfigurationProperties
@ConditionalOnClass(DiscoveryEnabledNIWSServerList.class)
@ConditionalOnBean(SpringClientFactory.class)
@ConditionalOnProperty(value = "ribbon.eureka.enabled", matchIfMissing = true)
@AutoConfigureAfter(RibbonAutoConfiguration.class)
@RibbonClients(defaultConfiguration = EurekaRibbonClientConfiguration.class)
public class RibbonEurekaAutoConfiguration {
}
----------------------------
@Configuration
@CommonsLog
public class EurekaRibbonClientConfiguration {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public IPing ribbonPing(IClientConfig config) {
NIWSDiscoveryPing ping = new NIWSDiscoveryPing();
ping.initWithNiwsConfig(config);
return ping;
}
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public ServerList<?> ribbonServerList(IClientConfig config) {
DiscoveryEnabledNIWSServerList discoveryServerList = new DiscoveryEnabledNIWSServerList(
config);
DomainExtractingServerList serverList = new DomainExtractingServerList(
discoveryServerList, config, this.approximateZoneFromHostname);
return serverList;
}
}
- IPing: 使用NIWSDiscoveryPing这个实现
- ServerList:使用了
DomainExtractingServerList。DomainExtractingServerList代理了DiscoveryEnabledNIWSServerList。DiscoveryEnabledNIWSServerList存储的服务列表都从EurekaClient本地缓存里取到的。（取操作是PollingServerListUpdater，定时执行的）
public class DiscoveryEnabledNIWSServerList extends AbstractServerList<DiscoveryEnabledServer>{
private List<DiscoveryEnabledServer> obtainServersViaDiscovery() {
EurekaClient eurekaClient = eurekaClientProvider.get();
List<InstanceInfo> listOfInstanceInfo = eurekaClient.getInstancesByVipAddress(vipAddress, isSecure, targetRegion);
....
}
}
2.使用层面：
没啥变化，就是使用LoadBalancerClient来使用负载均衡获取一个Server。
4.Resttemplate 如何具有负载均衡能力
Resttemplate 具有负载均衡能力，其本质还是通过使用LoadBalancerClient来实现。
如何实现呢？
这就涉及到两个知识点：
-
Resttemplate相关体系：
-
@LoadBalanced 注解。
Resttemplate 是有拦截器的概念的 。也就是说在真正发起请求之前，会走一些拦截器。这就给负载均衡选择一个Server提供了机会。
@LoadBalanced 注解就是给其修饰的Resttemplate实例，注入LoadBalancerInterceptor拦截器。此拦截器就是通过LoadBalancerClient来实现了负载均衡
public class LoadBalancerInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
private LoadBalancerClient loadBalancer;
...
}
具体可阅读我的其他文章
发送http请求(1):发送http请求的几种方式
发送http请求(2):RestTemplate发送http请求
@LoadBalanced注解的RestTemplate拥有负载均衡的能力
5.总结
文本从介绍负载均衡的几个组件开始，由底层讲到了Resttemplate原理。打开了Resttemplate发起负载均衡请求的黑盒。顺着这条线，只要仔细研读各个部分的知识点。
你会感叹开源框架的大厦的建立，为我们省去了多少开发工作。
我们不应该是停留在使用的阶段，还应该深入去了解底层框架的原理，这样你才会在大厦之上更进一层。
参考链接：
https://www.jianshu.com/p/73c117fbfe10
https://blog.csdn.net/hry2015/article/details/78357990
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