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  • SpringCloud 服务负载均衡和调用 Ribbon、OpenFeign

    1、Ribbon

    Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon实现的—套客户端―负载均衡的工具。
    简单的说，Ribbon是Netlix发布的开源项目，主要功能是提供客户端的软件负载均衡算法和服务调用。Ribbon客户端组件提供一系列完善的配置项如连接超时，重试等。简单的说，就是在配置文件中列出Load Balancer(简称LB)后面所有的机器，Ribbon会自动的帮助你基于某种规则(如简单轮询，随机连接等）去连接这些机器。我们很容易使用Ribbon实现自定义的负载均衡算法。

    目前Ribbon和Eureka进入到维护模式。停更不停用

    负载均衡：

    LB负载均衡(Load Balance)是什么？
    简单的说就是将用户的请求平摊的分配到多个服务上，从而达到系统的HA(高可用)。1
    常见的负载均衡有软件Nginx，LVS，硬件F5等。
    Ribbon本地负载均衡客户端VS Nginx服务端负载均衡区别
    Nginx是服务器负载均衡，客户端所有请求都会交给nginx，然后由nginx实现转发请求。即负载均衡是由服务端实现的。
    Ribbon本地负载均衡，在调用微服务接口时候，会在注册中心上获取注册信息服务列表之后缓存到VM本地，从而在本地实现RPC远
    程服务调用技术。

    1、集中式LB
    即在服务的消费方和提供方之间使用独立的LB设施(可以是硬件，如F5,也可以是软件，如nginx)由该设施负责把访问请求通过某种策咯转发至服务的提供方;

    2、进程内LB
    将LB逻辑集成到消费方，消费方从服务注册中心获知有哪些地址可用，然后自己再从这些地址中选择出一个合适的服务器。Ribbon就属于进程内LB，它只是一个类库，集成于消费方进程，消费方通过它来获取到服务提供方的地址。

    负载均衡 +RestTemplate 配合使用

    架构

    总结:Ribbon其实就是一个软负载均衡的客户端组件，他可以和其他所需请求的客户端结合使用，和eureka结合只是其中的一个实例.

    image-20200822132451805

    Ribbon在工作时分成两步
    第一步先选择EurekaServer ,它优先选择在同一个区域内负载较少的server.
    第二步再根据用户指定的策略，在从server取到的服务注册列表中选择一个地址。
    其中Ribbon提供了多种策略:比如轮询、随机和根据响应时间加权。

    pom 依赖 
spring-cloud-starter-netflix-eureka-client
自身 就集成了 ribbon 。

    RestTemplate说明：

    image-20200822133134902

    Ribbon负载均衡规则

    继承结构

    image-20200822134205708

    自带7种：

    image-20200822134245453

    如何使用？负载均衡策略替换。

    官方文档明确给出了警告:
    这个自定义配置类不能放在@ComponentScan所扫描的当前包下以及子包下，
    否则我们自定义的这个配置类就会被所有的Ribbon客户端所共享，达不到特殊化定制的目的了。

    增加rule配置类

    包路径： com.fage.rules
    
@Configuration
public class MyRibbonRule {
    @Bean
    public IRule randomRule() {
        return new RandomRule();
    }

}

    boot启动类增加注解

    @RibbonClient(name = "cloud-payment-service", configuration = {MyRibbonRule.class})

    负载均衡轮询算法原理

    负载均衡算法: rest接口第几次请求数%服务器集群总数量=实际调用服务器位置下标，每次服务重启动后rest接口计数从1开始。
    List instances = discoveryClient.getlnstances(CLOUD-PAYMENT-SERVICE");
    如:List [o] instances = 127.0.0.1:8002
    List [1] instances = 127.0.0.1:8001
    8001+8002组合成为集群，它们共计2台机器，集群总数为2，按照轮询算法原理:
    当总请求数为1时:1%2=1对应下标位置为1，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
    当总请求数位2时: 2%2=O对应下标位置为0，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
    当总请求数位3时:3%2=1对应下标位置为1，则获得服务地址为127.0.0.1:8001
    当总请求数位4时:4%2=0对应下标位置为0，则获得服务地址为127.0.0.1:8002
    如此类推......

    源码：

    从0开始取余获取提供者服务。

    内部使用cas+自旋锁。

    手写一个负载均衡算法，实现轮询

    1、服务提供者增加接口

        @GetMapping("/payment/loadBalanced")
    public CommonResult<Object> getLoadBalanced() {
        return new CommonResult<>(200, "调用成功", port);
    }

    2、服务消费者改造

    将 @LoadBalanced 注解去掉

    增加MyLoadBalanced接口，只有一个方法ServiceInstance instance(List serviceInstances);用于得到当前算法后要使用的实例对象。

    实现类MyLib源码如下：

    @Component
@Slf4j
public class MyLib implements MyLoadBalanced {

    private final AtomicInteger nextServerCyclicCounter = new AtomicInteger(0);

    public final int getAndIncrement() {
        // 方案 1 cas 
//        int current;
//        int next;
//        do {
//            current = this.nextServerCyclicCounter.get();
//            next = current >= 2147483647 ? 0 : current + 1;
//        } while (!this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next));
//        log.info("**********第几次访问，次数next：" + next);
//        return next;

        // 方案 2 JUC 提供的 自增方法 
        log.info("**********第几次访问，次数next：" + nextServerCyclicCounter.getAndIncrement());
        return nextServerCyclicCounter.get();
    }

    /**
     * 负载均衡算法：rest接口第几次请求书 % 服务器集群总数量 = 实际调用服务器位置下标，每次服务重启动后rest接口计数从1开始
     *
     * @param serviceInstances 集群中的 服务 实例
     * @return 集群中的一个实例
     */
    @Override
    public ServiceInstance instance(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
        return serviceInstances.get(getAndIncrement() % serviceInstances.size());
    }
}

    3、改造消费者调用方法

        @GetMapping(value = "/consumer/payment/loadBalanced")
    public CommonResult getLoadBalanced() {
        ServiceInstance instance = myLoadBalanced.instance(discoveryClient.getInstances(PAYMENT_URL.split("//")[1]));
        return restTemplate.getForObject(instance.getUri()+"/payment/loadBalanced", CommonResult.class);
    }

    2、OpenFeign

    只需要一个接口并在接口上添加注解即可。

    feign不再更新，直接学习openFeign。都是用于负载均衡。

    Feign是一个声明式WebService客户端。使用Feign能让编写Web Service客户端更加简单。
    它的使用方法是定义一个服务接口然后在上面添加注解。Feign也支持可拔括式的编码罴和解码器。Spring Cloud对Feign进行了封装，使其支持了Spring MVC标准注解和HttpMessageConverters。Feign和ribbon组合使用以支持负载均衡。

    Feign能干什么

    Feign旨在使编写Java Http客户端变得更容易。
    前面在使用Ribbon+RestTemplate时，利用RestTemplate对http请求的封装处理，形成了一套模版化的调用方法。但是在实际开发
    中，由于对服务依赖的调用可能不止一处，往往一个接口会被多处调用，所以通常都会针对每个微服务自行封装一些客户端类来包装
    这些依赖服务的调用。所以，Feign在此基础上做了进一步封装，由他来帮助我们定义和实现依赖服务接口的定义。在Feign的实现下
    ，我们只需创建一个接口并使用注解的方式来配置它(以前是Dao接口上面标注Mapper注解,现在是一个微服务接口上面标注一个
    Feign注解即可)，即可完成对服务提供方的接口绑定，简化了使用Spring cloud Ribbon时，自动封装服务调用客户端的开发量。

    Feign集成了Ribbon

    利用Ribbon维护了Payment的服务列表信息，并且通过轮询实现了客户端的负载均衡。而与Ribbon不同的是，通过feign只需要定义
    服务绑定接口且以声明式的方法，优雅而简单的实现了服务调用

    Feign和openFeign的区别

    image-20200825164601061

    搭建openFeign模块 cloud-consumer-openfeign-order80

    image-20200825170608310

            <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-starter-openfeign</artifactId>
        </dependency>

    启动类增加注解@EnableFeignClients

    增加feign接口

    @Component
@FeignClient(value = "cloud-payment-service")
public interface OpenFeignService {
    @GetMapping("/payment/loadBalanced")
    public CommonResult<Object> getLoadBalanced();
}

    增加controller

    @RestController
@Slf4j
public class OrderController implements OpenFeignService {
    @Resource
    OpenFeignService openFeignService;

    @Override
    @GetMapping("/consumer/payment/loadBalanced")
    public CommonResult<Object> getLoadBalanced() {
        return openFeignService.getLoadBalanced();
    }
}

    注册中心使用eureka。跟之前一样。

    OpenFeign超时控制

    OpenFeign默认等待时间为1ms。

    设置超时时间

    image-20200825172459483

    ###设置 超时时间 方式 1
# 设置 feign客户端超时时间 （ openFeign 默认支持 ribbon ）
ribbon:
  # 指的是建立连接所用的时间，适用于网络状况正常的情况下，俩端连接所用的时间 单位是秒
  ReadTimeout: 6000
  # 指的是建立连接后从服务器读取到可用资源的时间
  ConnectTimeout: 5000
  
  
###设置 超时时间 方式 2
#feign:
#  client:
#    config:
#      default:
#        connectTimeout: 5000
#        readTimeout: 6000
#        loggerLevel: full

    OpenFeign日志增强

    Feign提供了日志打印功能，我们可以通过配置来调整日志级别，从而了解Feign中Http请求的细节。
    说白了就是对Feign接口的调用情况进行监控和输出

    日志级别:

    NONE:默认的，不显示任何日志;
    BASIC:仅记录请求方法、URL、响应状态码及执行时间;
    HEADERS:除了BASIC中定义的信息之外，还有请求和响应的头信息;
    FULL:除HEADERS中定义的信息之外，还有请求和响应的正文及元数据。

    配置日志bean：

        @Bean
    Logger.Level feignLoggerLevel() {
        return Logger.Level.FULL;
    }

    yml开启日志

    image-20200825174833260

    # 设置 feign客户端超时时间 （ openFeign 默认支持 ribbon ）
ribbon:
  # 指的是简历连接所用的时间，适用于网络状况正常的情况下，俩端连接所用的时间 单位是秒
  ReadTimeout: 8000
  # 指的是建立连接后从服务器读取到可用资源的时间
  ConnectTimeout: 6000

# 开启 feign 日志打印
logging:
  level:
    ## feign 日志 以什么级别 监控那个接口
    com.fage.springcloud.feign.OpenFeignService: debug

    结果：

    2020-08-25 17:55:26.667 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] ---> GET http://cloud-payment-service/payment/loadBalanced HTTP/1.1
2020-08-25 17:55:26.667 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] ---> END HTTP (0-byte body)
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] <--- HTTP/1.1 200 (14ms)
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] connection: keep-alive
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] content-type: application/json
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] date: Tue, 25 Aug 2020 09:55:26 GMT
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] keep-alive: timeout=60
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] transfer-encoding: chunked
2020-08-25 17:55:26.682 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] 
2020-08-25 17:55:26.683 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] {"code":200,"message":"调用成功","data":"8001"}
2020-08-25 17:55:26.683 DEBUG 56624 --- [p-nio-80-exec-2] c.f.springcloud.feign.OpenFeignService   : [OpenFeignService#getLoadBalanced] <--- END HTTP (51-byte body)

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