簡述SpringCloud Ribbon中的7種負(fù)載均衡策略

負(fù)載均衡通器常有兩種實(shí)現(xiàn)手段，一種是服務(wù)端負(fù)載均衡器，另一種是客戶端負(fù)載均衡器，而我們今天的主角 Ribbon 就屬于后者——客戶端負(fù)載均衡器。

服務(wù)端負(fù)載均衡器的問題是，它提供了更強(qiáng)的流量控制權(quán)，但無法滿足不同的消費(fèi)者希望使用不同負(fù)載均衡策略的需求，而使用不同負(fù)載均衡策略的場景確實(shí)是存在的，所以客戶端負(fù)載均衡就提供了這種靈活性。 然而客戶端負(fù)載均衡也有其缺點(diǎn)，如果配置不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)提供者出現(xiàn)熱點(diǎn)，或者壓根就拿不到任何服務(wù)的情況，所以我們本文就來了解一下這 7 種內(nèi)置負(fù)載均衡策略的具體規(guī)則。

Ribbon 介紹

Ribbon 是 Spring Cloud 技術(shù)棧中非常重要的基礎(chǔ)框架，它為 Spring Cloud 提供了負(fù)載均衡的能力，比如 Fegin 和 OpenFegin 都是基于 Ribbon 實(shí)現(xiàn)的，就連 Nacos 中的負(fù)載均衡也使用了 Ribbon 框架。

Ribbon 框架的強(qiáng)大之處在于，它不僅內(nèi)置了 7 種負(fù)載均衡策略，同時(shí)還支持用戶自定義負(fù)載均衡策略，所以其開放性和便利性也是它得以流行的主要原因。

服務(wù)端負(fù)載均衡器和客戶端負(fù)載均衡器的區(qū)別如下圖所示：客戶端負(fù)載均衡器的實(shí)現(xiàn)原理是通過注冊中心，如 Nacos，將可用的服務(wù)列表拉取到本地（客戶端），再通過客戶端負(fù)載均衡器（設(shè)置的負(fù)載均衡策略）獲取到某個(gè)服務(wù)器的具體 ip 和端口，然后再通過 Http 框架請求服務(wù)并得到結(jié)果，其執(zhí)行流程如下圖所示：

負(fù)載均衡設(shè)置

以 Nacos 中的 Ribbon 負(fù)載均衡設(shè)置為例，在配置文件 application.yml 中設(shè)置如下配置即可：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule #設(shè)置負(fù)載均衡策略

因?yàn)?Nacos 中已經(jīng)內(nèi)置了 Ribbon，所以在實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)中無需再添加 Ribbon 依賴了，這一點(diǎn)我們在 Nacos 的依賴樹中就可以看到，如下圖所示：Ribbon 默認(rèn)的負(fù)載均衡策略是輪詢模式，我們配置 3 個(gè)服務(wù)提供者的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：然后，我們再將 Ribbon 負(fù)載均衡策略設(shè)置為隨機(jī)模式，配置內(nèi)容如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設(shè)置隨機(jī)負(fù)載均衡

重啟客戶端，執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

7種負(fù)載均衡策略

1.輪詢策略

輪詢策略：RoundRobinRule，按照一定的順序依次調(diào)用服務(wù)實(shí)例。比如一共有 3 個(gè)服務(wù)，第一次調(diào)用服務(wù) 1，第二次調(diào)用服務(wù) 2，第三次調(diào)用服務(wù)3，依次類推。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule #設(shè)置負(fù)載均衡

2.權(quán)重策略

權(quán)重策略：WeightedResponseTimeRule，根據(jù)每個(gè)服務(wù)提供者的響應(yīng)時(shí)間分配一個(gè)權(quán)重，響應(yīng)時(shí)間越長，權(quán)重越小，被選中的可能性也就越低。它的實(shí)現(xiàn)原理是，剛開始使用輪詢策略并開啟一個(gè)計(jì)時(shí)器，每一段時(shí)間收集一次所有服務(wù)提供者的平均響應(yīng)時(shí)間，然后再給每個(gè)服務(wù)提供者附上一個(gè)權(quán)重，權(quán)重越高被選中的概率也越大。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule

3.隨機(jī)策略

隨機(jī)策略：RandomRule，從服務(wù)提供者的列表中隨機(jī)選擇一個(gè)服務(wù)實(shí)例。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設(shè)置負(fù)載均衡

4.最小連接數(shù)策略

最小連接數(shù)策略：BestAvailableRule，也叫最小并發(fā)數(shù)策略，它是遍歷服務(wù)提供者列表，選取連接數(shù)最小的?個(gè)服務(wù)實(shí)例。如果有相同的最小連接數(shù)，那么會(huì)調(diào)用輪詢策略進(jìn)行選取。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.BestAvailableRule #設(shè)置負(fù)載均衡

5.重試策略

重試策略：RetryRule，按照輪詢策略來獲取服務(wù)，如果獲取的服務(wù)實(shí)例為 null 或已經(jīng)失效，則在指定的時(shí)間之內(nèi)不斷地進(jìn)行重試來獲取服務(wù)，如果超過指定時(shí)間依然沒獲取到服務(wù)實(shí)例則返回 null。此策略的配置設(shè)置如下：

ribbon:
  ConnectTimeout: 2000 # 請求連接的超時(shí)時(shí)間
  ReadTimeout: 5000 # 請求處理的超時(shí)時(shí)間
springcloud-nacos-provider: # nacos 中的服務(wù) id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設(shè)置負(fù)載均衡

6.可用性敏感策略

可用敏感性策略：AvailabilityFilteringRule，先過濾掉非健康的服務(wù)實(shí)例，然后再選擇連接數(shù)較小的服務(wù)實(shí)例。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.AvailabilityFilteringRule

7.區(qū)域敏感策略

區(qū)域敏感策略：ZoneAvoidanceRule，根據(jù)服務(wù)所在區(qū)域（zone）的性能和服務(wù)的可用性來選擇服務(wù)實(shí)例，在沒有區(qū)域的環(huán)境下，該策略和輪詢策略類似。此策略的配置設(shè)置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務(wù)id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.ZoneAvoidanceRule

項(xiàng)目源碼

https://gitee.com/mydb/spring-cloud-alibaba-example

總結(jié)

Ribbon 為客戶端負(fù)載均衡器，相比于服務(wù)端負(fù)載均衡器的統(tǒng)一負(fù)載均衡策略來說，它提供了更多的靈活性。Ribbon 內(nèi)置了 7 種負(fù)載均衡策略：輪詢策略、權(quán)重策略、隨機(jī)策略、最小連接數(shù)策略、重試策略、可用性敏感策略、區(qū)域性敏感策略，并且用戶可以通過繼承 RoundRibbonRule 來實(shí)現(xiàn)自定義負(fù)載均衡策略。

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