下文给大家带来负载均衡Ribbon之源码详细解析，希望能够给大家在实际运用中带来一定的帮助，负载均衡涉及的东西比较多，理论也不多，网上有很多书籍，今天我们就用亿速云在行业内累计的经验来做一个解答。
假设有一个分布式系统，该系统由在不同计算机上运行的许多服务组成。但是，当用户数量很大时，通常会为服务创建多个副本。每个副本都在另一台计算机上运行。此时，出现 “Load Balancer（负载均衡器）”。它有助于在云服务器之间平均分配传入流量。
传统上，Load Balancers（例如Nginx、F5）是放置在服务器端的组件。当请求来自 客户端 时，它们将转到负载均衡器，负载均衡器将为请求指定 服务器。负载均衡器使用的最简单的算法是随机指定。在这种情况下，大多数负载平衡器是用于控制负载平衡的硬件集成软件。
重点：
当负载均衡器位于 客户端 时，客户端得到可用的服务器列表然后按照特定的负载均衡策略,分发请求到不同的 服务器 。
重点：
Ribbon是Netflix公司开源的一个客户单负载均衡的项目，可以自动与 Eureka 进行交互。它提供下列特性：
实际应用中，通常将 RestTemplate 和 Ribbon 结合使用，例如：
@Configuration
public class RibbonConfig {
@Bean
@LoadBalanced
RestTemplate restTemplate() {
return new RestTemplate();
}
}消费者调用服务接口：
@Service
public class RibbonService {
@Autowired
private RestTemplate restTemplate;
public String hi(String name) {
return restTemplate.getForObject("http://service-hi/hi?name="+name,String.class);
}
}@LoadBalanced，通过源码可以发现这是一个标记注解：
/**
* Annotation to mark a RestTemplate bean to be configured to use a LoadBalancerClient
* @author Spencer Gibb
*/
@Target({ ElementType.FIELD, ElementType.PARAMETER, ElementType.METHOD })
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
@Qualifier
public @interface LoadBalanced {
}通过注释可以知道@LoadBalanced注解是用来给RestTemplate做标记，方便我们对RestTemplate添加一个LoadBalancerClient，以实现客户端负载均衡。
根据spring boot的自动配置原理，可以知道同包下的LoadBalancerAutoConfiguration，应该是实现客户端负载均衡器的自动化配置类。代码如下：
@Configuration
@ConditionalOnClass(RestTemplate.class)
@ConditionalOnBean(LoadBalancerClient.class)
@EnableConfigurationProperties(LoadBalancerRetryProperties.class)
public class LoadBalancerAutoConfiguration {
@LoadBalanced
@Autowired(required = false)
private List<RestTemplate> restTemplates = Collections.emptyList();
@Bean
public SmartInitializingSingleton loadBalancedRestTemplateInitializerDeprecated(
final ObjectProvider<List<RestTemplateCustomizer>> restTemplateCustomizers) {
return () -> restTemplateCustomizers.ifAvailable(customizers -> {
for (RestTemplate restTemplate : LoadBalancerAutoConfiguration.this.restTemplates) {
for (RestTemplateCustomizer customizer : customizers) {
customizer.customize(restTemplate);
}
}
});
}
@Autowired(required = false)
private List<LoadBalancerRequestTransformer> transformers = Collections.emptyList();
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public LoadBalancerRequestFactory loadBalancerRequestFactory(
LoadBalancerClient loadBalancerClient) {
return new LoadBalancerRequestFactory(loadBalancerClient, transformers);
}
@Configuration
@ConditionalOnMissingClass("org.springframework.retry.support.RetryTemplate")
static class LoadBalancerInterceptorConfig {
@Bean
public LoadBalancerInterceptor ribbonInterceptor(
LoadBalancerClient loadBalancerClient,
LoadBalancerRequestFactory requestFactory) {
return new LoadBalancerInterceptor(loadBalancerClient, requestFactory);
}
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(
final LoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) {
return restTemplate -> {
List<ClientHttpRequestInterceptor> list = new ArrayList<>(
restTemplate.getInterceptors());
list.add(loadBalancerInterceptor);
restTemplate.setInterceptors(list);
};
}
}
@Configuration
@ConditionalOnClass(RetryTemplate.class)
public static class RetryAutoConfiguration {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public LoadBalancedRetryFactory loadBalancedRetryFactory() {
return new LoadBalancedRetryFactory() {};
}
}
@Configuration
@ConditionalOnClass(RetryTemplate.class)
public static class RetryInterceptorAutoConfiguration {
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public RetryLoadBalancerInterceptor ribbonInterceptor(
LoadBalancerClient loadBalancerClient, LoadBalancerRetryProperties properties,
LoadBalancerRequestFactory requestFactory,
LoadBalancedRetryFactory loadBalancedRetryFactory) {
return new RetryLoadBalancerInterceptor(loadBalancerClient, properties,
requestFactory, loadBalancedRetryFactory);
}
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(
final RetryLoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) {
return restTemplate -> {
List<ClientHttpRequestInterceptor> list = new ArrayList<>(
restTemplate.getInterceptors());
list.add(loadBalancerInterceptor);
restTemplate.setInterceptors(list);
};
}
}
}从代码可以看出，这个类作用主要是使用RestTemplateCustomizer对所有标注了@LoadBalanced的RestTemplate Bean添加了一个LoadBalancerInterceptor拦截器，而这个拦截器的作用就是对请求的URI进行转换获取到具体应该请求哪个服务实例。
那再看看添加的拦截器LoadBalancerInterceptor的代码，如下：
public class LoadBalancerInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
private LoadBalancerClient loadBalancer;
private LoadBalancerRequestFactory requestFactory;
public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer, LoadBalancerRequestFactory requestFactory) {
this.loadBalancer = loadBalancer;
this.requestFactory = requestFactory;
}
public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer) {
// for backwards compatibility
this(loadBalancer, new LoadBalancerRequestFactory(loadBalancer));
}
@Override
public ClientHttpResponse intercept(final HttpRequest request, final byte[] body,
final ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
final URI originalUri = request.getURI();
String serviceName = originalUri.getHost();
Assert.state(serviceName != null, "Request URI does not contain a valid hostname: " + originalUri);
return this.loadBalancer.execute(serviceName, requestFactory.createRequest(request, body, execution));
}
}从代码可以看出 LoadBalancerInterceptor 拦截了请求后，通过LoadBalancerClient执行具体的请求发送。
打开LoadBalancerClient，发现它是一个接口：
public interface LoadBalancerClient {
ServiceInstance choose(String serviceId);
<T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request) throws IOException;
<T> T execute(String serviceId, ServiceInstance serviceInstance, LoadBalancerRequest<T> request) throws IOException;
URI reconstructURI(ServiceInstance instance, URI original);
}接口说明：
LoadBalancerClient 有一个唯一的实现类 RibbonLoadBalancerClient，关键代码如下：
public class RibbonLoadBalancerClient implements LoadBalancerClient {
public ServiceInstance choose(String serviceId) {
Server server = this.getServer(serviceId);
return server == null ? null : new RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
}
public <T> T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest<T> request) throws IOException {
ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer(serviceId);
Server server = this.getServer(loadBalancer);
if (server == null) {
throw new IllegalStateException("No instances available for " + serviceId);
} else {
RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer ribbonServer = new RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
return this.execute(serviceId, ribbonServer, request);
}
}
protected Server getServer(String serviceId) {
return this.getServer(this.getLoadBalancer(serviceId));
}
protected Server getServer(ILoadBalancer loadBalancer) {
return loadBalancer == null ? null : loadBalancer.chooseServer("default");
}
protected ILoadBalancer getLoadBalancer(String serviceId) {
return this.clientFactory.getLoadBalancer(serviceId);
}
//省略...
}从 RibbonLoadBalancerClient 代码可以看出，实际负载均衡的是通过 ILoadBalancer 来实现的。
ILoadBalancer 接口代码如下：
public interface ILoadBalancer {
public void addServers(List<Server> newServers);
public Server chooseServer(Object key);
public void markServerDown(Server server);
public List<Server> getReachableServers();
public List<Server> getAllServers();
}接口说明：
ILoadBalancer 的实现 依赖关系示意图如下：
那么在整合Ribbon的时候Spring Cloud默认采用了哪个具体实现呢？我们通过RibbonClientConfiguration配置类，可以知道在整合时默认采用了ZoneAwareLoadBalancer来实现负载均衡器。
@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public ILoadBalancer ribbonLoadBalancer(IClientConfig config, ServerList<Server> serverList, ServerListFilter<Server> serverListFilter, IRule rule, IPing ping, ServerListUpdater serverListUpdater) {
return (ILoadBalancer)(this.propertiesFactory
.isSet(ILoadBalancer.class, this.name) ? (ILoadBalancer)this.propertiesFactory
.get(ILoadBalancer.class, config, this.name) : new ZoneAwareLoadBalancer(config, rule, ping, serverList, serverListFilter, serverListUpdater));
}从这段代码 ，也可以看出，负载均衡器所需的主要配置项是IClientConfig, ServerList, ServerListFilter, IRule, IPing, ServerListUpdater。下面逐一分析他们。
IClientConfig 用于对客户端或者负载均衡的配置，它的默认实现类为 DefaultClientConfigImpl。
为LoadBalancer定义“负载均衡策略”的接口。
public interface IRule{
public Server choose(Object key);
public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb);
public ILoadBalancer getLoadBalancer();
}IRule 的实现 依赖关系示意图如下：
定义如何 “ping” 服务器以检查其是否存活。
public interface IPing {
public boolean isAlive(Server server);
}IPing 的实现 依赖关系示意图如下：
定义获取所有的服务实例清单。
public interface ServerList<T extends Server> {
public List<T> getInitialListOfServers();
public List<T> getUpdatedListOfServers();
}ServerList 的实现 依赖关系示意图如下：
允许根据过滤配置动态获得的具有所需特性的候选服务器列表。
public interface ServerListFilter<T extends Server> {
public List<T> getFilteredListOfServers(List<T> servers);
}ServerListFilter 的实现 依赖关系示意图如下：
用于执行动态服务器列表更新。
public interface ServerListUpdater {
public interface UpdateAction {
void doUpdate();
}
void start(UpdateAction updateAction);
void stop();
String getLastUpdate();
long getDurationSinceLastUpdateMs();
int getNumberMissedCycles();
int getCoreThreads();
}ServerListUpdater 的实现 依赖关系示意图如下：
看了以上关于负载均衡Ribbon之源码详细解析，如果大家还有什么地方需要了解的可以在亿速云行业资讯里查找自己感兴趣的或者找我们的专业技术工程师解答的，亿速云技术工程师在行业内拥有十几年的经验了。
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