Ribbon 负载均衡

一、Ribbon 简介

Ribbon 是 Netflix 开源的客户端负载均衡器，与 Eureka 配合使用，可以实现服务调用的负载均衡。

1.1 服务端负载均衡 vs 客户端负载均衡

类型	代表	特点
服务端负载均衡	Nginx、F5	集中式，需要额外部署
客户端负载均衡	Ribbon	分布式，集成在客户端

二、Ribbon 工作原理

2.1 工作流程

2.2 核心组件

组件	说明
ILoadBalancer	负载均衡器接口
IRule	负载均衡策略
IPing	服务健康检查
ServerList	服务列表
ServerListFilter	服务列表过滤器

三、负载均衡策略

3.1 内置策略

策略	类名	说明
轮询	RoundRobinRule	默认策略，依次轮询
随机	RandomRule	随机选择
重试	RetryRule	轮询失败后重试
权重	WeightedResponseTimeRule	根据响应时间分配权重
最少连接	BestAvailableRule	选择并发最少的实例
可用过滤	AvailabilityFilteringRule	过滤故障和高并发实例
区域感知	ZoneAvoidanceRule	综合区域和可用性

3.2 策略详解

轮询策略（RoundRobinRule）

// 伪代码
public Server choose(List<Server> servers) {
    int index = counter.incrementAndGet() % servers.size();
    return servers.get(index);
}

随机策略（RandomRule）

public Server choose(List<Server> servers) {
    int index = random.nextInt(servers.size());
    return servers.get(index);
}

权重策略（WeightedResponseTimeRule）

四、配置负载均衡策略

4.1 全局配置

@Configuration
public class RibbonConfig {
    
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        // 使用随机策略
        return new RandomRule();
    }
}

4.2 针对特定服务配置

# 针对 user-service 使用随机策略
user-service:
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule

4.3 配置类方式

// 不要放在 @ComponentScan 扫描范围内
@Configuration
public class UserServiceRibbonConfig {
    
    @Bean
    public IRule ribbonRule() {
        return new RandomRule();
    }
}

// 主配置类
@SpringBootApplication
@RibbonClient(name = "user-service", configuration = UserServiceRibbonConfig.class)
public class OrderServiceApplication {
    // ...
}

五、自定义负载均衡策略

5.1 实现 IRule 接口

public class CustomRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    
    @Override
    public Server choose(Object key) {
        ILoadBalancer lb = getLoadBalancer();
        List<Server> servers = lb.getReachableServers();
        
        if (servers.isEmpty()) {
            return null;
        }
        
        // 自定义选择逻辑：选择端口最小的实例
        return servers.stream()
                .min(Comparator.comparingInt(Server::getPort))
                .orElse(null);
    }
    
    @Override
    public void initWithNiwsConfig(IClientConfig config) {
        // 初始化配置
    }
}

5.2 基于权重的自定义策略

public class WeightRule extends AbstractLoadBalancerRule {
    
    @Override
    public Server choose(Object key) {
        List<Server> servers = getLoadBalancer().getReachableServers();
        
        // 获取权重总和
        int totalWeight = servers.stream()
                .mapToInt(this::getWeight)
                .sum();
        
        // 随机选择
        int random = ThreadLocalRandom.current().nextInt(totalWeight);
        int current = 0;
        
        for (Server server : servers) {
            current += getWeight(server);
            if (random < current) {
                return server;
            }
        }
        
        return servers.get(0);
    }
    
    private int getWeight(Server server) {
        // 从元数据获取权重
        Map<String, String> metadata = ((DiscoveryEnabledServer) server)
                .getInstanceInfo().getMetadata();
        String weight = metadata.getOrDefault("weight", "1");
        return Integer.parseInt(weight);
    }
}

六、Ribbon 配置参数

6.1 常用配置

ribbon:
  # 连接超时（毫秒）
  ConnectTimeout: 2000
  # 读取超时（毫秒）
  ReadTimeout: 5000
  # 同一实例最大重试次数
  MaxAutoRetries: 1
  # 其他实例最大重试次数
  MaxAutoRetriesNextServer: 2
  # 是否所有操作都重试
  OkToRetryOnAllOperations: false
  # 服务列表刷新间隔
  ServerListRefreshInterval: 30000

6.2 针对特定服务配置

user-service:
  ribbon:
    ConnectTimeout: 3000
    ReadTimeout: 10000
    MaxAutoRetries: 2
    MaxAutoRetriesNextServer: 3

七、饥饿加载

7.1 问题

Ribbon 默认懒加载，第一次调用时才创建客户端，导致首次调用较慢。

7.2 配置饥饿加载

ribbon:
  eager-load:
    enabled: true
    clients: user-service,order-service

八、Ribbon 与 RestTemplate

8.1 配置 LoadBalanced

@Configuration
public class RestTemplateConfig {
    
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

8.2 使用服务名调用

@Service
public class OrderService {
    
    @Autowired
    private RestTemplate restTemplate;
    
    public User getUser(Long id) {
        // 使用服务名，Ribbon 自动负载均衡
        String url = "http://user-service/user/" + id;
        return restTemplate.getForObject(url, User.class);
    }
}

九、总结

核心要点：

1. 客户端负载均衡：在消费者端实现
2. 多种策略：轮询、随机、权重等
3. 可扩展：支持自定义策略
4. 与 Eureka 集成：自动获取服务列表