1.3 自定义ribbon负载均衡策略

自定义Ribbon负载均衡

一. 按照权重实现负载均衡

ribbon本身是没有权重的概念的, 那么如何才能实现代用权重的负载均衡呢?

我们在nacos中, 服务其的集群有一个权重的概念, 当给服务器设置了权重, 那么流量就可以根据权重比例分配到服务器上.

1. 先来看看如何自定义一个负载均衡策略. 

首先是继承自AbstractLoadBalancerRule. 从下面这张图可以看出, ribbon自定义的策略, 最终都继承自这个类, 这个类封装了负载均衡策略的公共方法.

在nacos中可以配置服务器的权重

在nacos中,有两个重要的类, 一个是NameService, 一个是ConfigService

  • NameService: 注册中心
  • ConfigService: 配置中心

二. 实现带有权重的负载均衡器

 第一步: 自定义一个带有权重的负载均衡器MyWeightRule

package com.lxl.www.gateway.myrule;

import com.alibaba.cloud.nacos.NacosDiscoveryProperties;
import com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosServer;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.alibaba.nacos.api.naming.NamingService;
import com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.Instance;
import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

/**
 * 自定义一个权重负载均衡策略
 */
@Slf4j
public class MyWeightRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    @Autowired
    private NacosDiscoveryProperties discoveryProperties;

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {
        // 读取配置文件, 并且初始化, ribbon内部基本上用不上
    }

    /**
     * 这个方法是实现负载均衡策略的方法
     *
     * @param
     * @return
     */
    @Override
    public Server choose(Object key) {
        try {
            log.info("key:{}", key);
            // 调用父类方法, 获取当前使用的负载均衡器
            BaseLoadBalancer baseLoadBalancer = (BaseLoadBalancer) this.getLoadBalancer();
            // 获取当前服务的名称
            String serviceName = baseLoadBalancer.getName();

            /**
             * namingService: 获取nacos的服务发现API
             */
            NamingService namingService = discoveryProperties.namingServiceInstance();

            /**
             * 根据名称获取服务发现实例
             * 在selectOneHealthyInstance中, nacos实现了权重的负载均衡算法
             */
            Instance instance = namingService.selectOneHealthyInstance(serviceName);

            return new NacosServer(instance);
        } catch (NacosException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }
}

第二步: 启用自定义的负载均衡器应用

修改自定义的ribbon config.

package com.lxl.www.gateway.config;

import com.lxl.www.ribbonconfig.GlobalRibbonConfig;
import org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClients;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
/*@RibbonClients(value = {
        @RibbonClient(name="product", configuration = ProductConfiguration.class),
        @RibbonClient(name = "customer", configuration = CustomerConfiguration.class)
})*/
// 使用全局的配置
@RibbonClients(defaultConfiguration = GlobalRibbonConfig.class)
public class CustomeRibbonConfig {

}

设置为全局配置GlobalRibbonConfig.class

然后在全局配置中,我们执行当前使用的负载均衡策略是自定义的权重负载均衡策略

package com.lxl.www.ribbonconfig;

import com.lxl.www.gateway.myrule.MyWeightRule;
import com.netflix.loadbalancer.IRule;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class GlobalRibbonConfig {

    @Bean
    public IRule getRule() {
        // 实现带有权重的负载均衡策略
        return new MyWeightRule();
    }
}

第三步:启动服务, 并设置nacos权重

我们看到启动了两台product, 一台order. 接下来设置product两台实例的权重

 我们看到一个设置为0.1, 另一个是0.9, 也就是说如果有10次请求, 基本上都是会打到8083端口上的. 

第四步: 浏览器访问连接, 测试结果

http://localhost:8080/get/product

触发了10次请求, 基本上都打到了8083服务器上.

三 实现同集群优先调用原则的负载均衡器

 尽量避免跨集群调用

比如, 南京集群的product优先调用南京集群的order . 北京集群的product优先调用北京集群的order.

 实现如上图所示的功能

我们有product服务和order服务, 假设各有10台. product和order有5台部署在北京集群上, 另外5台部署在南京集群上. 

那么当有请求打到南京的product的时候, 那么他调用order要优先调用南京集群的, 南京集群没有了, 在调用北京集群的. 

当有请求打到北京的product的是偶, 优先调用北京集群的order, 北京没有找到, 再去调用南京的order.

第一步: 自定义一个同集群优先策略的负载均衡器

package com.lxl.www.gateway.myrule;

import com.alibaba.cloud.nacos.NacosDiscoveryProperties;
import com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosServer;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.alibaba.nacos.api.naming.NamingService;
import com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.Instance;
import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.omg.PortableInterceptor.INACTIVE;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 同集群优先调用--负载均衡策略
 */
@Slf4j
public class TheSameClusterPriorityRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    @Autowired
    private NacosDiscoveryProperties discoveryProperties;

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

    }

    /**
     * 主要实现choose方法
     *
     * @param o
     * @return
     */
    @Override
    public Server choose(Object o) {
        try {
            // 第一步: 获取服务所在的集群名称
            String clusterName = discoveryProperties.getClusterName();
            // 第二步: 获取当前负载均衡器
            BaseLoadBalancer loadBalancer = (BaseLoadBalancer) this.getLoadBalancer();
            // 第三步: 获取当前服务的实例名称
            String serviceName = loadBalancer.getName();
            // 第四步: 获取nacos client服务注册发现api
            NamingService namingService = discoveryProperties.namingServiceInstance();
            // 第五步: 通过namingService获取当前注册的所有服务实例
            List<Instance> allInstances = namingService.getAllInstances(serviceName);
            List<Instance> instanceList = new ArrayList<>();
            // 第六步: 过滤筛选同集群下的服务实例
            for (Instance instance: allInstances) {
                if (StringUtils.endsWithIgnoreCase(instance.getClusterName(), clusterName)) {
                    instanceList.add(instance);
                }
            }
            Instance toBeChooseInstance;
            // 第七步: 选择合适的服务实例
            if (instanceList == null || instanceList.size() == 0) {
                // 从其他集群中随机选择一个服务实例
                toBeChooseInstance = WeightedBalancer.chooseInstanceByRandomWeight(allInstances);
                log.info("跨集群调用---{}", toBeChooseInstance.getPort());
            } else {
                // 从本集群中随机选择一个服务实例
                toBeChooseInstance = WeightedBalancer.chooseInstanceByRandomWeight(instanceList);
                log.info("同集群调用---{}", toBeChooseInstance.getPort());
            }
            return new NacosServer(toBeChooseInstance);
        } catch (NacosException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

package com.lxl.www.gateway.myrule;

import com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.Instance;
import com.alibaba.nacos.client.naming.core.Balancer;

import java.util.List;

/**
 * 根据权重随机选择一个实例
 */
public class WeightedBalancer extends Balancer {
    public static Instance chooseInstanceByRandomWeight (List<Instance> instanceList) {
        return getHostByRandomWeight(instanceList);
    }
}

第二步: 设置当前的负载均衡策略为同集群优先策略

@Configuration
/*@RibbonClients(value = {
        @RibbonClient(name="product", configuration = ProductConfiguration.class),
        @RibbonClient(name = "customer", configuration = CustomerConfiguration.class)
})*/
// 使用全局的配置
@RibbonClients(defaultConfiguration = GlobalRibbonConfig.class)
public class CustomeRibbonConfig {

}
@Configuration
public class GlobalRibbonConfig {

    @Bean
    public IRule getRule() {
        // 实现带有权重的负载均衡策略
        //return new MyWeightRule();
        // 实现同集群优先的服务实例
        return new TheSameClusterPriorityRule();
    }
}

第三步: 启动服务

 可以看到order服务实例有1台, 所属集群是BJ-CLUSTER, product服务有4台. BJ-CLUSTER和NJ-CLUSTER各两台

 第四步: 访问请求

http://localhost:8080/get/product

由于order服务是BJ-CLUSTER, 所以, 我们看到流量是随机打到了ORDER的BJ-CLUSTER集群上. 

停止BJ-CLUSTER集群的两台实例, 现在BJ-CLUSTER集群上没有order的服务实例了, 这是在请求, 流量就会达到NJ-CLUSTER上.

  

四. 金丝雀发布--实现同版本同集群优先负载均衡策略

 

金丝雀发布, 也称为灰度发布, 是什么意思呢?

首先, 我们的product服务实例有100台, order服务实例有100台. 现在都是在v1 版本上

然后新开发了一个变化很大的功能, 为了保证效果, 要进行灰度测试

在product-center上发布了5台, 在order-center上发布了5台

那么现在用户的流量过来了, 我们要设定一部分用户, 请求的是v1版本的流量, 而且全部都走v1版本, product-center, order-center都是v1版本

如果过来的用户, 请求的v2版本的流量, 那么product和order都走v2版本.

下面我们要实现的功能描述如下:

1. 同集群,同版本优先调用, 

2. 没有同集群的服务提供者, 进行跨集群,同版本调用

3. 不可以进行不同版本间的调用

 也就是说: 南京集群V1版本的product优先调用南京集群V1版本的order, 如果没有南京集群V1版本的order, 那么就调用北京集群V1版本的order, 那么能调用v2版本的么? 当然不行. 

下面来具体实现一下

第一步: 实现带有版本的集群优先策略的负载均衡算法

package com.lxl.www.gateway.myrule;

import com.alibaba.cloud.nacos.NacosDiscoveryProperties;
import com.alibaba.cloud.nacos.ribbon.NacosServer;
import com.alibaba.nacos.api.exception.NacosException;
import com.alibaba.nacos.api.naming.NamingService;
import com.alibaba.nacos.api.naming.pojo.Instance;
import com.netflix.client.config.IClientConfig;
import com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule;
import com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer;
import com.netflix.loadbalancer.Server;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * 同集群优先带版本的负载均衡策略
 */
@Slf4j
public class TheSameClusterPriorityWithVersionRule extends AbstractLoadBalancerRule {

    @Autowired
    private NacosDiscoveryProperties discoveryProperties;

    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

    }

    @Override
    public Server choose(Object o) {
        try {
            // 第一步: 获取当前服务的集群名称 和 服务的版本号
            String clusterName = discoveryProperties.getClusterName();
            String version = discoveryProperties.getMetadata().get("version");

            // 第二步: 获取当前服务的负载均衡器
            BaseLoadBalancer loadBalancer = (BaseLoadBalancer) this.getLoadBalancer();
            // 第三步: 获取目标服务的服务名
            String serviceName = loadBalancer.getName();

            // 第四步: 获取nacos提供的服务注册api
            NamingService namingService = discoveryProperties.namingServiceInstance();
            // 第五步: 获取所有服务名为serviceName的服务实例
            List<Instance> allInstances = namingService.getAllInstances(serviceName);

            // 第六步: 过滤相同版本的服务实例
            List<Instance> sameVersionInstance = new ArrayList<>();
            for (Instance instance : allInstances) {
                if (instance.getMetadata().get("version").equals(version)) {
                    sameVersionInstance.add(instance);
                }
            }

            // 第七步: 过滤有相同集群的服务实例
            List<Instance> sameClusterInstance = new ArrayList<>();
            for (Instance instance: sameVersionInstance) {
                if (instance.getClusterName().equals(clusterName)) {
                    sameClusterInstance.add(instance);
                }
            }
            // 第八步: 选择合适的服务实例
            Instance toBeChooseInstanc;
            if (sameClusterInstance == null || sameClusterInstance.size() == 0) {
                toBeChooseInstanc = WeightedBalancer.chooseInstanceByRandomWeight(sameVersionInstance);
                log.info("同版本不同集群的服务实例--{}", toBeChooseInstanc.getPort());
            } else {
                toBeChooseInstanc = WeightedBalancer.chooseInstanceByRandomWeight(sameClusterInstance);
                log.info("同版本同集群服务实例--{}", toBeChooseInstanc.getPort());
            }
            return new NacosServer(toBeChooseInstanc);
        } catch (NacosException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

第二步: 启用自定义负载均衡策略

 

@Configuration
/*@RibbonClients(value = {
        @RibbonClient(name="product", configuration = ProductConfiguration.class),
        @RibbonClient(name = "customer", configuration = CustomerConfiguration.class)
})*/
// 使用全局的配置
@RibbonClients(defaultConfiguration = GlobalRibbonConfig.class)
public class CustomeRibbonConfig {

}
@Configuration
public class GlobalRibbonConfig {

    @Bean
    public IRule getRule() {
        // 实现带有权重的负载均衡策略
        //return new MyWeightRule();
        // 实现同集群优先的负载均衡策略
        // return new TheSameClusterPriorityRule();
        // 实现同版本集群优先的服务负载均衡策略
        return new TheSameClusterPriorityWithVersionRule();
    }
}

第三步:启动服务

 如图, 我们启动了两个服务, 一个order, 一个product, 其中order启动了1个实例, product启动了4个实例.

下面来看看order实例的详情

 属于北京集群, 版本号是v1版本

再来看看product集群的详情

北京集群有两台实例, 一个版本号是v1,另一个是v2

南京集群有两台实例, 一个是v1, 另一个也是v2

第四步: 现在发起请求

http://localhost:8080/get/product

order集群是北京, 版本是version1. 那么服务应该达到哪台服务器呢? 应该打到北京集群的v1版本服务,端口号是8081的服务器.

 果然,请求达到了8081服务上, 

加入这时候, 北京集群的8081宕机了, 流量应该达到南京集群的v1版本的集群上, 端口号是8083

 果然是8083. 

那么如果8083也宕机了, 流量会打到v2服务器上么? 

没错,不会的, 报错了, 没有服务

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