簡述SpringCloud Ribbon中的7種負載均衡策略

負載均衡通器常有兩種實現手段，一種是服務端負載均衡器，另一種是客戶端負載均衡器，而我們今天的主角 Ribbon 就屬于后者——客戶端負載均衡器。

服務端負載均衡器的問題是，它提供了更強的流量控制權，但無法滿足不同的消費者希望使用不同負載均衡策略的需求，而使用不同負載均衡策略的場景確實是存在的，所以客戶端負載均衡就提供了這種靈活性。 然而客戶端負載均衡也有其缺點，如果配置不當，可能會導致服務提供者出現熱點，或者壓根就拿不到任何服務的情況，所以我們本文就來了解一下這 7 種內置負載均衡策略的具體規則。

Ribbon 介紹

Ribbon 是 Spring Cloud 技術棧中非常重要的基礎框架，它為 Spring Cloud 提供了負載均衡的能力，比如 Fegin 和 OpenFegin 都是基于 Ribbon 實現的，就連 Nacos 中的負載均衡也使用了 Ribbon 框架。

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

服務端負載均衡器和客戶端負載均衡器的區別如下圖所示：客戶端負載均衡器的實現原理是通過注冊中心，如 Nacos，將可用的服務列表拉取到本地（客戶端），再通過客戶端負載均衡器（設置的負載均衡策略）獲取到某個服務器的具體 ip 和端口，然后再通過 Http 框架請求服務并得到結果，其執行流程如下圖所示：

負載均衡設置

以 Nacos 中的 Ribbon 負載均衡設置為例，在配置文件 application.yml 中設置如下配置即可：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule #設置負載均衡策略

因為 Nacos 中已經內置了 Ribbon，所以在實際項目開發中無需再添加 Ribbon 依賴了，這一點我們在 Nacos 的依賴樹中就可以看到，如下圖所示：Ribbon 默認的負載均衡策略是輪詢模式，我們配置 3 個服務提供者的執行結果如下圖所示：然后，我們再將 Ribbon 負載均衡策略設置為隨機模式，配置內容如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設置隨機負載均衡

重啟客戶端，執行結果如下圖所示：

7種負載均衡策略

1.輪詢策略

輪詢策略：RoundRobinRule，按照一定的順序依次調用服務實例。比如一共有 3 個服務，第一次調用服務 1，第二次調用服務 2，第三次調用服務3，依次類推。此策略的配置設置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule #設置負載均衡

2.權重策略

權重策略：WeightedResponseTimeRule，根據每個服務提供者的響應時間分配一個權重，響應時間越長，權重越小，被選中的可能性也就越低。它的實現原理是，剛開始使用輪詢策略并開啟一個計時器，每一段時間收集一次所有服務提供者的平均響應時間，然后再給每個服務提供者附上一個權重，權重越高被選中的概率也越大。此策略的配置設置如下：

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

3.隨機策略

隨機策略：RandomRule，從服務提供者的列表中隨機選擇一個服務實例。此策略的配置設置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設置負載均衡

4.最小連接數策略

最小連接數策略：BestAvailableRule，也叫最小并發數策略，它是遍歷服務提供者列表，選取連接數最小的?個服務實例。如果有相同的最小連接數，那么會調用輪詢策略進行選取。此策略的配置設置如下：

springcloud-nacos-provider: # nacos中的服務id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.BestAvailableRule #設置負載均衡

5.重試策略

重試策略：RetryRule，按照輪詢策略來獲取服務，如果獲取的服務實例為 null 或已經失效，則在指定的時間之內不斷地進行重試來獲取服務，如果超過指定時間依然沒獲取到服務實例則返回 null。此策略的配置設置如下：

ribbon:
  ConnectTimeout: 2000 # 請求連接的超時時間
  ReadTimeout: 5000 # 請求處理的超時時間
springcloud-nacos-provider: # nacos 中的服務 id
  ribbon:
    NFLoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule #設置負載均衡

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實例，然后再選擇連接數較小的服務實例。此策略的配置設置如下：

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

7.區域敏感策略

區域敏感策略：ZoneAvoidanceRule，根據服務所在區域（zone）的性能和服務的可用性來選擇服務實例，在沒有區域的環境下，該策略和輪詢策略類似。此策略的配置設置如下：

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

項目源碼

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

總結

Ribbon 為客戶端負載均衡器，相比于服務端負載均衡器的統一負載均衡策略來說，它提供了更多的靈活性。Ribbon 內置了 7 種負載均衡策略：輪詢策略、權重策略、隨機策略、最小連接數策略、重試策略、可用性敏感策略、區域性敏感策略，并且用戶可以通過繼承 RoundRibbonRule 來實現自定義負載均衡策略。

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