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概述

負(fù)載均衡是分布式架構(gòu)的重點(diǎn)，負(fù)載均衡機(jī)制決定著整個(gè)服務(wù)集群的性能與穩(wěn)定。

負(fù)載均衡，英文名稱(chēng)為L(zhǎng)oad Balance，其含義就是指將負(fù)載（工作任務(wù)）進(jìn)行平衡、分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元上進(jìn)行運(yùn)行。

負(fù)載均衡解決的是將一個(gè)客戶(hù)端的流量以某種符合最大化資源利用率的方式均攤到服務(wù)端所提供的所有實(shí)例上的問(wèn)題。在這個(gè)問(wèn)題的場(chǎng)景中，后端服務(wù)的實(shí)例是通過(guò)水平擴(kuò)展的方式來(lái)提供高可用的。

負(fù)載均衡分類(lèi)

在微服務(wù)架構(gòu)中，負(fù)載均衡是必須使用的技術(shù)，通過(guò)它來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用、集群擴(kuò)容等功能。負(fù)載均衡可以分為兩種：服務(wù)端負(fù)載均衡和客戶(hù)端負(fù)載均衡。

1、服務(wù)器負(fù)載均衡

通常所說(shuō)的負(fù)載均衡指服務(wù)器負(fù)載均衡，由服務(wù)端來(lái)決定調(diào)用哪個(gè)節(jié)點(diǎn)，可通過(guò)硬件設(shè)備或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，硬件比如：F5、Array等，軟件比如：LVS、Nginx等，類(lèi)似的架構(gòu)圖如下：

原理：

通過(guò)硬件或軟件實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡均會(huì)維護(hù)一個(gè)服務(wù)端清單，利用心跳檢測(cè)等手段進(jìn)行清單維護(hù)，保證清單中都是可以正常訪(fǎng)問(wèn)的服務(wù)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)用戶(hù)發(fā)送請(qǐng)求時(shí)，會(huì)先到達(dá)負(fù)載均衡器（也相當(dāng)于一個(gè)服務(wù)），負(fù)載均衡器根據(jù)負(fù)載均衡算法（輪訓(xùn)、隨機(jī)、加權(quán)輪訓(xùn)）從可用的服務(wù)端列表中取出一臺(tái)服務(wù)端的地址，接著進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，降低系統(tǒng)的壓力。

2、客戶(hù)端負(fù)載均衡

客戶(hù)端實(shí)際上是指服務(wù)調(diào)用者。在 SpringCloud 中調(diào)用者本身集成負(fù)載均衡，由調(diào)用者決定來(lái)調(diào)用哪個(gè)節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，這就是客戶(hù)端負(fù)載均衡。

SpringCloud Ribbon是基于客戶(hù)端的負(fù)載均衡工具，它可以將面向服務(wù)的 REST 模板請(qǐng)求自動(dòng)轉(zhuǎn)換成客戶(hù)端負(fù)載均衡的服務(wù)調(diào)用。

原理：

Ribbon 維護(hù)了一個(gè)服務(wù)列表，如果服務(wù)實(shí)例注銷(xiāo)或死掉，Ribbon 能夠自行將其剔除。Ribbon 提供了客戶(hù)端負(fù)載均衡的功能，Ribbon 利用從注冊(cè)中心中讀取到的服務(wù)信息列表（存儲(chǔ)在本地即客戶(hù)端中），在調(diào)用某個(gè)服務(wù)時(shí)，根據(jù)負(fù)載均衡算法直接請(qǐng)求到具體的微服務(wù)實(shí)例，常用的負(fù)載均衡算法有：輪循、隨機(jī)、加權(quán)輪循、加權(quán)隨機(jī)、地址哈希等方法。如下圖是Ribbon負(fù)載均衡的流程圖：

3、客戶(hù)端和服務(wù)端負(fù)載均衡的區(qū)別

兩者主要區(qū)分點(diǎn)在于服務(wù)清單的存放位置：在客戶(hù)端負(fù)載均衡中，客戶(hù)端會(huì)存儲(chǔ)一份服務(wù)端清單，它是通過(guò)從注冊(cè)中心進(jìn)行抓取得到的，同時(shí)也需要對(duì)此進(jìn)行維護(hù)；而在服務(wù)端負(fù)載均衡中，服務(wù)端自己會(huì)維護(hù)一份服務(wù)端清單。

Ribbon 簡(jiǎn)介

Spring Cloud Ribbon是一個(gè)基于 HTTP 和 TCP 協(xié)議的客戶(hù)端負(fù)載均衡工具，它基于Netflix Ribbon實(shí)現(xiàn)。通過(guò) Spring Cloud 的封裝，可以讓我們輕松地將面向服務(wù)的 REST 模版請(qǐng)求自動(dòng)轉(zhuǎn)換成客戶(hù)端負(fù)載均衡的服務(wù)調(diào)用。Spring Cloud Ribbon 雖然只是一個(gè)工具類(lèi)框架，它不像服務(wù)注冊(cè)中心、配置中心、API網(wǎng)關(guān)那樣需要獨(dú)立部署，但是它幾乎存在于每一個(gè)Spring Cloud構(gòu)建的微服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施中。因?yàn)槲⒎?wù)間的調(diào)用，API網(wǎng)關(guān)的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)等內(nèi)容，實(shí)際上都是通過(guò)Ribbon來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括Feign，它也是基于Ribbon實(shí)現(xiàn)的工具。所以，對(duì)Spring Cloud Ribbon的理解和使用，對(duì)于我們使用Spring Cloud來(lái)構(gòu)建微服務(wù)非常重要。

1、負(fù)載均衡的策略
2、負(fù)載均衡策略的設(shè)置
3、負(fù)載均衡的常用接口

Ribbon 負(fù)載均衡的類(lèi)型

在spring cloud微服務(wù)架構(gòu)中，基本上每個(gè)拆分的微服務(wù)都會(huì)部署多個(gè)運(yùn)行實(shí)例。每個(gè)服務(wù)多個(gè)實(shí)例，能夠提高吞吐量和可用性，使得流量均勻分布，防止單臺(tái)瓶頸，也避免單點(diǎn)故障。

Ribbon 維護(hù)了一個(gè)服務(wù)列表，服務(wù)列表以服務(wù)的應(yīng)用名為區(qū)分，當(dāng)調(diào)用某個(gè)服務(wù)名的服務(wù)時(shí)，Ribbon
會(huì)根據(jù)負(fù)載均衡算法直接請(qǐng)求到該服務(wù)名下某個(gè)具體的微服務(wù)實(shí)例。

因此負(fù)載均衡適用的同一微服務(wù)名下的微服務(wù)實(shí)例有兩種類(lèi)型：

1、不同工程具有同一服務(wù)名

上述兩個(gè)不同的工程，因?yàn)榫哂邢嗤姆?wù)名 alibaba-server-hello，因此是屬于同一服務(wù)名下的不同實(shí)例。
除了應(yīng)用名一樣外，被調(diào)用的服務(wù)名對(duì)應(yīng)的各個(gè)工程實(shí)例的同一接口的訪(fǎng)問(wèn)地址應(yīng)該也要相同。
服務(wù)名在配置文件application.yml 以及Nacos配置文件中聲明。
application.yml

Nacos 配置文件

2、同一工程部署在不同端口上

將某個(gè)工程部署在不同端口上，這種情況下不同服務(wù)實(shí)例除了端口不同外其他的配置都相同，因此具有相同的服務(wù)名，屬于同一服務(wù)名下的不同實(shí)例。
同一工程部署不同實(shí)例的做法如下：

給 alibaba-server-helloworld 工程添加第2個(gè)實(shí)例的流程如下：

（1）alibaba-server-helloworld 服務(wù)的配置文件中不能設(shè)置端口號(hào)

application.yml 文件

Nacos配置文件

因?yàn)?alibaba-server-helloworld 服務(wù)的每個(gè)實(shí)例只有端口號(hào)不同，所以在配置文件中不能設(shè)置端口號(hào)，否則每個(gè)實(shí)例的端口號(hào)將會(huì)相同，因而不能創(chuàng)建部署于不同端口的多實(shí)例。（配置文件的端口號(hào)設(shè)置優(yōu)先于在 VM Options 中通過(guò) -Dserver.port = xxxx 設(shè)置端口號(hào)）

（2）打開(kāi)Edit Configurations

（3）點(diǎn)擊“ + ”號(hào)，選擇Spring Boot，添加實(shí)例
（4）填寫(xiě)實(shí)例名稱(chēng)、實(shí)例的主類(lèi)以及實(shí)例的端口號(hào)

主類(lèi)選擇 alibaba-server-helloworld 服務(wù)的主類(lèi) WorldApplication；
在 VM options 中設(shè)置實(shí)例的端口號(hào) -Dserver.port = 8005

（5）點(diǎn)擊 Apply 后，新的實(shí)例即可創(chuàng)建完成

能夠看到 alibaba-server-helloworld 服務(wù)有兩個(gè)分別運(yùn)行在 8005 和 8006 端口的實(shí)例

（6）查看 Nacos 服務(wù)列表

能夠看到在服務(wù)列表中 alibaba-server-helloworld 服務(wù)有兩個(gè)實(shí)例

客戶(hù)端負(fù)載均衡Ribbon使用

1、RestTemplate + Ribbon （使用同一工程不同端口類(lèi)型）

（1）在 RestTemplate 配置類(lèi)里面在注入 RestTemplate 的方法上面添加注解 @LoadBalanced 即可實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡

@LoadBalanced 原理：
RestTemplate在發(fā)送請(qǐng)求的時(shí)候會(huì)被ClientHttpRequestInterceptor攔截，LoadBalancerInterceptor是ClientHttpRequestInterceptor的實(shí)現(xiàn)類(lèi)，它的作用就是用于RestTemplate的負(fù)載均衡，LoadBalancerInterceptor將負(fù)載均衡的核心邏輯交給了loadBalancer。
@LoadBalanced注解是屬于Spring，而不是Ribbon的，Spring在初始化容器的時(shí)候，如果檢測(cè)到Bean被@LoadBalanced注解，Spring會(huì)為其設(shè)置LoadBalancerInterceptor的攔截器。

@Component
public class RestTemplateConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced  // 負(fù)載均衡注解
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

注：我們這里不需要添加Ribbon的依賴(lài)，因?yàn)?nbsp;Nacos Client 包里面幫我們引入 Ribbon 相關(guān)的依賴(lài)。

（2）controller 中多次調(diào)用 alibaba-server-helloworld 服務(wù)

@RestController
@Slf4j
public class ConsumerController {

    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    @Autowired
    private DiscoveryClient discoveryClient;

    @GetMapping("/diaoyong")
    public  String msg(){
        System.out.println("服務(wù)列表");
        List<ServiceInstance> list=discoveryClient.getInstances("alibaba-server-helloworld");
        System.out.println(list);
        String response = restTemplate.getForObject("http://alibaba-server-helloworld/hello/lhj/hello", String.class);
        return response;
    }
}

（3）調(diào)用 4 次 alibaba-server-helloworld 服務(wù)查看效果

可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)例分別調(diào)用兩次，而且是輪流調(diào)用，也就是說(shuō) Ribbon 的默認(rèn)負(fù)載均衡策略是輪循。

2、Feign（默認(rèn)繼承了Ribbon）

Feign 是一個(gè)聲明式的偽 Http 客戶(hù)端，它使得寫(xiě) Http 客戶(hù)端變得更簡(jiǎn)單。使用 Feign，只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)接口并注解。它具有可插拔的注解特性，可使用 Feign 注解和 JAX-RS 注解。Feign 支持可插拔的編碼器和解碼器。Feign 默認(rèn)集成了 Ribbon，默認(rèn)實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡的效果。所以使用Feign無(wú)需任何操作就已經(jīng)附帶了Ribbon負(fù)載均衡。

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