SpringCloud Netfilx Ribbon负载均衡工具使用方法介绍

幽默涵养miss u 2022-12-12 我要评论

一、介绍

Spring Cloud Ribbon是一个基于HTTP和TCP的客户端负载均衡工具，它基于Netflix Ribbon实现。通过Spring Cloud的封装，可以让我们轻松地将面向服务的REST模版请求自动转换成客户端负载均衡的服务调用。Spring Cloud Ribbon虽然只是一个工具类框架，它不像服务注册中心、配置中心、API网关那样需要独立部署，但是它几乎存在于每一个Spring Cloud构建的微服务和基础设施中。因为微服务间的调用，API网关的请求转发等内容，实际上都是通过Ribbon来实现的，包括后续我们将要学习的OpenFeign，它也是基于Ribbon实现负载均衡的远程服务调用工具。所以，对Spring Cloud Ribbon的理解和使用，对于我们使用Spring Cloud来构建微服务非常重要.

二、使用

@Service
public class ApplicationClientServiceImpl implements ApplicationClientService {
    /**
     * Ribbon提供的负载均衡器
     */
    @Autowired
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;
    @Override
    public String client() {
        ServiceInstance si = loadBalancerClient.choose("application-service");
        // 获取Application Service IP。
        System.out.println(si.getHost());
        // 获取Ip及端口。
        System.out.println(si.getInstanceId());
        // 端口 
        System.out.println(si.getPort());
        // 应用程序名 application-service
        System.out.println(si.getServiceId());
        // URI http://Application Service IP:端口
        System.out.println(si.getUri().toString());
        return null;
    }
}

三、SpringWeb之RestTemplate基于Http协议的远程访问

要想使用RestRemplate必须自己配置

package com.bjsxt.config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
@Configuration
public class MyConfig {
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

（1）控制器

@RestController
public class ServerController {
    @Value("${server.port}")
    private int port;
    /**
     * 返回类型为集合，泛型为自定类型。
     */
    @RequestMapping("/returnUsers")
    public List<User> returnUsers(int nums){
        List<User> result = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < nums; i++){
            result.add(new User(100 + i, "姓名-" + i, 20+i));
        }
        return result;
    }
    /**
     * 任意请求方式， 返回值类型是集合。相对复杂的Java类型。
     * @return
     */
    @RequestMapping("/returnList")
    public List<String> returnList(int nums){
        List<String> result = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < nums; i++){
            result.add("返回结果 - " + i);
        }
        return result;
    }
    /**
     * 任意请求，传递路径地址参数
     * @param name
     * @param age
     * @return
     */
    @RequestMapping("/restfulParams/{name}/{age}")
    public String restfulParams(@PathVariable("name") String name,
                                @PathVariable int age){
        System.out.println("端口号: " + port + ", 任意请求方式，restful参数， name = " +
                name + " ; age = " + age);
        return "restful参数, name = " + name + " ; age = " + age;
    }
    /**
     * post请求，请求体传递参数。参数使用@RequestBody处理。
     */
    @PostMapping("/postBodyParams")
    public String postBodyParams(@RequestBody Map<String, String> params){
        System.out.println("端口号: " + port + " , post请求，有请求体参数, params = " +
                params);
        return "post请求，请求体参数， params = " + params;
    }
    /**
     * post请求，有参数
     */
    @PostMapping("/postWithParams")
    public String postWithParams(String name, int age){
        System.out.println("端口号: " + port + " , post请求，有参数, name = " +
                name + " ; age = " + age);
        return "post请求有参数 ： name = " +
                name + " ; age = " + age;
    }
    /**
     * post请求，没有参数
     */
    @PostMapping("/postNoParams")
    public String postNoParams(){
        System.out.println("端口号: " + port + " , post请求，没有参数");
        return "post请求，没有参数";
    }
    /**
     * get请求，包含参数
     */
    @GetMapping("/getWithParams")
    public String getWithParams(String name, int age){
        System.out.println("端口号: " + port + " 。 get请求，有参数， name = "
                    + name + " ; age = " + age);
        return "get请求，包含参数 : name = " + name + " ; age = " + age;
    }
    /**
     * get请求，没有参数
     * @return
     */
    @GetMapping("/getNoParams")
    public String getNoParams(){
        System.out.println("端口号：" + port + "。 get请求，无参数。");
        return "get请求，无参数。";
    }
}

（2）无参数GET请求-getForObject

    /**
     * 发get请求。
     * 没有请求参数
     *
     * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Object... params)
     * url - 要访问的具体地址
     * returnValueType - 服务器返回的响应体数据类型
     * params - 可选的请求参数
     * return - 响应体中的具体内容。
     */
    @Test
    public void testGetNoParams(){
        // 定义要访问的地址是什么
        String url = baseUrl + "/getNoParams";
        // 发get请求。没有参数
        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
        System.out.println("服务器返回：" + result);
    }

（3）有参数GET请求-getForObject

    /**
     * get请求，有参数
     * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Object... params)
     * <T> T getForObject(String url, Class<T> returnValueType, Map params)
     * 传递参数，就是处理请求地址url，并传递需要的参数。
     * 要传递参数，则处理请求地址url。使用{名字}作为占位变量。传递参数的时候，
     * 可以根据占位变量从左至右的顺序，使用可变长数组依次传递。
     * 也可以根据占位变量名称，做指定传递，使用map集合传递，map的key就是占位变量名，
     * map的value，是要传递的请求参数。
     */
    @Test
    public void testGetWithParams(){
        String url = baseUrl + "/getWithParams?name={x}&age={y}";
        String result1 =
                restTemplate.getForObject(url, String.class,
                        "张三", "20");
        System.out.println("可变长数组传递参数，服务器返回：" + result1);
        System.out.println("==========================================");
        Map<String, Object> params = new HashMap<>();
        params.put("x", "李四");
        params.put("y", 25);
        String result2 =
                restTemplate.getForObject(url, String.class, params);
        System.out.println("Map集合传递参数，服务器返回：" + result2);
    }

（4）GET请求-getForEntity

    /**
     * 在RestTemplate中。除方法getForObject以外，还有getForEntity。
     *  方法除返回值类型，其他一致。
     * <T> ResponseEntity<T> getForEntity(String url, Class<T> returnValueType,
     *       Object... params)
     * ResponseEntity - 包含响应头和响应体。
     * 如果需要对响应头做特殊处理，使用getForEntity方法。
     */
    @Test
    public void testGetForEntity(){
        String url = baseUrl + "/getNoParams";
        ResponseEntity<String> entity =
                restTemplate.getForEntity(url, String.class);
        HttpHeaders headers = entity.getHeaders();
        for(String headerName : headers.keySet()){
            System.out.println("响应头： " + headerName + " = "
                    + headers.get(headerName));
        }
        System.out.println("响应状态码： " + entity.getStatusCodeValue());
        System.out.println("响应体数据： " + entity.getBody());
    }

（5）无参数POST请求

    /**
     * post请求，没有参数
     * <T> T postForObject(String url, Object body, Class<T> returnBodyType,
     *            Object... params);
     * <T> T postForObject(String url, Object body, Class<T> returnBodyType,
     *            Map params);
     * body参数 - 使用post请求方式发请求的时候，请求体是什么？
     *   建议传递的对象类型是HttpEntity。
     *   如果对请求体没有要求，可以传递null。
     */
    @Test
    public void testPostNoParams(){
        String url = baseUrl + "/postNoParams";
        String result =
                restTemplate.postForObject(url, null, String.class);
        System.out.println("post请求，无参数，服务器返回：" + result);
    }

（6）post请求路径地址传递参数

    /**
     * post请求，有参数
     * 1. 请求地址传递参数。 请求头传参。 传参方式和get一样。
     * 2. 请求体表单参数。 请求体传参。 需要提供请求体数据
     */
    @Test
    public void testPostWithParamsPath(){
        String url = baseUrl + "/postWithParams?name={1}&age={2}";
        String result =
                restTemplate.postForObject(url, null, String.class,
                        "王五", 30);
        System.out.println(result);
    }

（7）post请求表单传递参数

    /**
     * spring web在处理请求头和请求体的时候，
     * 需要HttpMessageConverter提供数据转换处理。
     * HttpMessageConverter是接口，由Spring WEB定义。
     * 具体实现，需要依赖不同的具体技术实现。
     * 一般都使用jackson做实现。请求头和体数据，都是基于JSON转换的。
     */
    @Test
    public void testPostWithParamsForm(){
        String url = baseUrl + "/postWithParams";
        // 创建请求体信息。
        // 请求头, 表单请求。  application/x-www-form-urlencoded
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.add("content-type", "application/x-www-form-urlencoded");
        // 表单
        MultiValueMap<String, Object> form =
                new LinkedMultiValueMap<>();
        // add 提供一个 请求参数 名 = 值。
        form.add("name", "尼古拉斯.赵四");
        form.add("age", 40);
        // put 提供 键值对
        //form.put("name", Arrays.asList("尼古拉斯.赵四"));
        //List<Object> ages = new ArrayList<>();
        //ages.add(40);
        //form.put("age", ages);
        HttpEntity<MultiValueMap<String, Object>> entity = new HttpEntity<>(form, headers);
        String result =
                restTemplate.postForObject(url, entity, String.class);
        System.out.println(result);
    }

（8）post请求请求体传递参数

    /**
     * post请求，有参数
     * 使用请求体传递参数。@RequestBody处理请求参数。
     *  1. 请求参数只能在请求体中，以字符串描述，且是一个完整的请求参数。此参数没有名称。如：JSON
     *  2. 请求头 content-type的设置，和具体的参数值的格式相关，如： JSON对应的content-type是application/json
     *     如：xml字符串对应的content-type是application/xml
     *  3. 请求体传递的参数，只能由唯一的一个完整参数。可以同时携带表单参数和地址栏参数。
     */
    @Test
    public void testPostBodyParams(){
        String url = baseUrl + "/postBodyParams";
        // 创建请求参数， 使用JSON格式的字符串，描述一个Map集合。
        String params = "{\"key1\":\"value1\", \"key2\":\"value2\"}";
        // 创建请求时，使用的请求体描述
        HttpHeaders headers = new HttpHeaders();
        headers.add("content-type", "application/json;charset=utf-8");
        HttpEntity<String> entity = new HttpEntity<>(params, headers);
        String result = restTemplate.postForObject(url, entity, String.class);
        System.out.println("返回结果：" + result);
    }
    @Test
    public void testPostBodyParams2(){
        // 可以使用简单的处理方案，实现请求体传递JSON格式的数据
        // 使用postForObject(),第二个参数，直接传递一个Java对象，作为请求体中传递的参数。
        // 参数没有名字，由RestTemplate做数据转换，默认使用JSON格式字符串做转换结果。
        String url = baseUrl + "/postBodyParams";
        // 创建Map类型的参数对象
        Map<String, String> params = new HashMap<>();
        params.put("name", "测试");
        params.put("gender", "男");
        // 请求服务器。 直接传递java对象，默认请求头content-type=application/json;charset=utf-8
        String result = restTemplate.postForObject(url, params, String.class);
        System.out.println("返回结果：" + result);
    }

（9）RestFUL传递参数

    /**
     * 使用get请求方式，传递restful参数
     */
    @Test
    public void testRestfulParams(){
        String url = baseUrl + "/restfulParams/{name}/{age}";
        // 访问
        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class, "restful", "15");
        System.out.println(result);
    }

（10）Exchange通用处理方案（处理相对复杂的结果类型例如自定义类型数组）

    /**
     * RestTemplate类型中的通用方法，exchange。可以提交任意方式的请求。
     * 且可以定义相对复杂的返回类型。如：带有泛型要求的集合。
     *
     * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
     *                                Class<T> returnType, Object... params)
     * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
     *                                Class<T> returnType, Map params)
     * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
     *                                ParameterizedTypeReference<T> returnType, Object... params)
     * <T> ResponseEntity<T> exchange(String url, HttpMethod requestMethod, HttpEntity http,
     *                                ParameterizedTypeReference<T> returnType, Map... params)
     */
    @Test
    public void testExchangeMethod(){
        String url = baseUrl + "/returnList?nums={1}";
        // 相对复杂的返回结果类型描述对象
        url = baseUrl + "/returnUsers?nums={1}";
        ParameterizedTypeReference<List<User>> type =
                new ParameterizedTypeReference<List<User>>() {};
        // 访问远程
        ResponseEntity<List<User>> entity =
                restTemplate.exchange(url, HttpMethod.GET, null, type, 3);
        List<User> body = entity.getBody();
        System.out.println(body);
    }

四、调用Application Service集群

基于RestTemplate和Ribbon实现Application Client调用Application Service集群

（1）编写配置类

@Configuration
public class AppClientConfiguration {
    /**
     * 创建RestTemplate对象的方法，增加注解
     * LoadBalanced - 把Spring Cloud封装的LoadBalancerClient于RestTemplate整合。
     * 让RestTemplate自带负载均衡能力。仅在当前的Ribbon环境中生效。
     * 逻辑是：
     *  请求  http://服务名称/具体地址.  RestTemplate解析请求地址。
     *  把服务名称解析出，作为参数，调用LoadBalancerClient中的choose方法。
     *  把返回的ServiceInstance.getUri().toASCIIString()作为服务器地址，拼接上
     *  请求的具体地址。访问远程。
     * @return
     */
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate(){
        return new RestTemplate();
    }
}

（2）发起远程调用

@Service
public class ApplicationClientServiceImpl implements ApplicationClientService {
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    //http://服务名
    private final String baseUrl = "http://eureka-client-app-service";
    @Override
    public String getNoParams() {
        String url = baseUrl + "/getNoParams";
        // 访问
        String result = restTemplate.getForObject(url, String.class);
        System.out.println(result);
        return result;
    }
}

五、Ribbon负载均衡算法

Ribbon的负载均衡策略是通过不同的类型来实现的（都是IRule接口的实现），下表详细介绍一些常用负载均衡策略及对应的Ribbon策略类。

编号	策略名称	策略对应的类名	实现原理
1	轮询策略（默认）	RoundRobinRule	轮询策略表示每次都按照顺序取下一个application service，比如一共有5个application service，第1次取第1个，第2次取第2个，第3次取第3个，以此类推
2	权重轮询策略（常用，中小型项目使用）	WeightedResponseTimeRule	1.根据每个application service的响应时间分配一个权重，响应时间越长，权重越小，被选中的可能性越低。 2.原理：一开始为轮询策略，并开启一个计时器，每30秒收集一次每个application service的平均响应时间，当信息足够时，给每个application service附上一个权重，并按权重随机选择application service，权重越高的application service会被高概率选中。
3	随机策略（不推荐，测试使用，开发使用）	RandomRule	从application service列表中随机选择一个
4	最少并发数策略（应用在硬件软件环境一致的情况下，中小型项目使用）	BestAvailableRule	选择正在请求中的并发数最小的application service，除非这个application service在熔断中。
5	重试策略。在“选定的负载均衡策略”基础上进行重试机制	RetryRule	1.“选定的负载均衡策略”这个策略是轮询策略RoundRobinRule 2.该重试策略先设定一个阈值时间段，如果在这个阈值时间段内当选择application service不成功，则一直尝试采用“选定的负载均衡策略：轮询策略”最后选择一个可用的application service
6	可用性敏感策略（一般在同区域内服务集群环境中使用）	AvailabilityFilteringRule	过滤性能差的application service,有2种：第一种：过滤掉在eureka中处于一直连接失败application service 第二种：过滤掉高并发的application service
7	区域敏感性策略（应用在大型的，物理隔离分布式环境中）	ZoneAvoidanceRule	1.以一个区域为单位考察可用性，对于不可用的区域整个丢弃，从剩下区域中选可用的application service 2.如果这个ip区域内有一个或多个实例不可达或响应变慢，都会降低该ip区域内其他ip被选中的权重。

指定负载均衡策略，新增Bean对象管理方法

    @Bean
    public IRule iRule(){
        return new RandomRule();
    }

SpringCloud Netfilx Ribbon负载均衡工具使用方法介绍

一、介绍

二、使用

三、SpringWeb之RestTemplate基于Http协议的远程访问

四、调用Application Service集群

五、Ribbon负载均衡算法

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