SpringCloud 服務負載均衡和調用 Ribbon、OpenFeign的方法

1、Ribbon

Spring Cloud Ribbon是基于Netflix Ribbon實現的—套客戶端―負載均衡的工具。
簡單的說，Ribbon是Netlix發布的開源項目，主要功能是提供客戶端的軟件負載均衡算法和服務調用。Ribbon客戶端組件提供一系列完善的配置項如連接超時，重試等。簡單的說，就是在配置文件中列出Load Balancer(簡稱LB)后面所有的機器，Ribbon會自動的幫助你基于某種規則(如簡單輪詢，隨機連接等）去連接這些機器。我們很容易使用Ribbon實現自定義的負載均衡算法。

目前Ribbon和Eureka進入到維護模式。停更不停用

負載均衡：

LB負載均衡(Load Balance)是什么？
簡單的說就是將用戶的請求平攤的分配到多個服務上，從而達到系統的HA(高可用)。1
常見的負載均衡有軟件Nginx，LVS，硬件F5等。
Ribbon本地負載均衡客戶端VS Nginx服務端負載均衡區別
Nginx是服務器負載均衡，客戶端所有請求都會交給nginx，然后由nginx實現轉發請求。即負載均衡是由服務端實現的。
Ribbon本地負載均衡，在調用微服務接口時候，會在注冊中心上獲取注冊信息服務列表之后緩存到VM本地，從而在本地實現RPC遠
程服務調用技術。

1、集中式LB
即在服務的消費方和提供方之間使用獨立的LB設施(可以是硬件，如F5,也可以是軟件，如nginx)由該設施負責把訪問請求通過某種策咯轉發至服務的提供方;

2、進程內LB
將LB邏輯集成到消費方，消費方從服務注冊中心獲知有哪些地址可用，然后自己再從這些地址中選擇出一個合適的服務器。Ribbon就屬于進程內LB，它只是一個類庫，集成于消費方進程，消費方通過它來獲取到服務提供方的地址。

負載均衡 +RestTemplate 配合使用

架構

總結:Ribbon其實就是一個軟負載均衡的客戶端組件，他可以和其他所需請求的客戶端結合使用，和eureka結合只是其中的一個實例.

Ribbon在工作時分成兩步
第一步先選擇EurekaServer ,它優先選擇在同一個區域內負載較少的server.
第二步再根據用戶指定的策略，在從server取到的服務注冊列表中選擇一個地址。
其中Ribbon提供了多種策略:比如輪詢、隨機和根據響應時間加權。

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

RestTemplate說明：

Ribbon負載均衡規則

繼承結構

自帶7種：

如何使用？負載均衡策略替換。

官方文檔明確給出了警告:
這個自定義配置類不能放在@ComponentScan所掃描的當前包下以及子包下，
否則我們自定義的這個配置類就會被所有的Ribbon客戶端所共享，達不到特殊化定制的目的了。

增加rule配置類

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

}

boot啟動類增加注解

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

負載均衡輪詢算法原理

負載均衡算法: rest接口第幾次請求數%服務器集群總數量=實際調用服務器位置下標，每次服務重啟動后rest接口計數從1開始。
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組合成為集群，它們共計2臺機器，集群總數為2，按照輪詢算法原理:
當總請求數為1時:1%2=1對應下標位置為1，則獲得服務地址為127.0.0.1:8001
當總請求數位2時: 2%2=O對應下標位置為0，則獲得服務地址為127.0.0.1:8002
當總請求數位3時:3%2=1對應下標位置為1，則獲得服務地址為127.0.0.1:8001
當總請求數位4時:4%2=0對應下標位置為0，則獲得服務地址為127.0.0.1:8002
如此類推......

源碼：

從0開始取余獲取提供者服務。

內部使用cas+自旋鎖。

手寫一個負載均衡算法，實現輪詢

1、服務提供者增加接口

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

2、服務消費者改造

將 @LoadBalanced 注解去掉

增加MyLoadBalanced接口，只有一個方法ServiceInstance instance(List serviceInstances);用于得到當前算法后要使用的實例對象。

實現類MyLib源碼如下：

@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("**********第幾次訪問，次數next：" + next);
//  return next;

  // 方案 2 JUC 提供的 自增方法 
  log.info("**********第幾次訪問，次數next：" + nextServerCyclicCounter.getAndIncrement());
  return nextServerCyclicCounter.get();
 }

 /**
  * 負載均衡算法：rest接口第幾次請求書 % 服務器集群總數量 = 實際調用服務器位置下標，每次服務重啟動后rest接口計數從1開始
  *
  * @param serviceInstances 集群中的 服務 實例
  * @return 集群中的一個實例
  */
 @Override
 public ServiceInstance instance(List<ServiceInstance> serviceInstances) {
  return serviceInstances.get(getAndIncrement() % serviceInstances.size());
 }
}

3、改造消費者調用方法

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

2、OpenFeign

只需要一個接口并在接口上添加注解即可。

feign不再更新，直接學習openFeign。都是用于負載均衡。

Feign是一個聲明式WebService客戶端。使用Feign能讓編寫Web Service客戶端更加簡單。
它的使用方法是定義一個服務接口然后在上面添加注解。Feign也支持可拔括式的編碼羆和解碼器。Spring Cloud對Feign進行了封裝，使其支持了Spring MVC標準注解和HttpMessageConverters。Feign和ribbon組合使用以支持負載均衡。

Feign能干什么

Feign旨在使編寫Java Http客戶端變得更容易。
前面在使用Ribbon+RestTemplate時，利用RestTemplate對http請求的封裝處理，形成了一套模版化的調用方法。但是在實際開發
中，由于對服務依賴的調用可能不止一處，往往一個接口會被多處調用，所以通常都會針對每個微服務自行封裝一些客戶端類來包裝
這些依賴服務的調用。所以，Feign在此基礎上做了進一步封裝，由他來幫助我們定義和實現依賴服務接口的定義。在Feign的實現下
，我們只需創建一個接口并使用注解的方式來配置它(以前是Dao接口上面標注Mapper注解,現在是一個微服務接口上面標注一個
Feign注解即可)，即可完成對服務提供方的接口綁定，簡化了使用Spring cloud Ribbon時，自動封裝服務調用客戶端的開發量。

Feign集成了Ribbon

利用Ribbon維護了Payment的服務列表信息，并且通過輪詢實現了客戶端的負載均衡。而與Ribbon不同的是，通過feign只需要定義
服務綁定接口且以聲明式的方法，優雅而簡單的實現了服務調用

Feign和openFeign的區別

搭建openFeign模塊 cloud-consumer-openfeign-order80

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

啟動類增加注解@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();
 }
}

注冊中心使用eureka。跟之前一樣。

OpenFeign超時控制

OpenFeign默認等待時間為1ms。

設置超時時間

###設置 超時時間 方式 1
# 設置 feign客戶端超時時間 （ openFeign 默認支持 ribbon ）
ribbon:
 # 指的是建立連接所用的時間，適用于網絡狀況正常的情況下，倆端連接所用的時間 單位是秒
 ReadTimeout: 6000
 # 指的是建立連接后從服務器讀取到可用資源的時間
 ConnectTimeout: 5000
 
 
###設置 超時時間 方式 2
#feign:
# client:
# config:
#  default:
#  connectTimeout: 5000
#  readTimeout: 6000
#  loggerLevel: full 

OpenFeign日志增強

Feign提供了日志打印功能，我們可以通過配置來調整日志級別，從而了解Feign中Http請求的細節。
說白了就是對Feign接口的調用情況進行監控和輸出

日志級別:

NONE:默認的，不顯示任何日志;
BASIC:僅記錄請求方法、URL、響應狀態碼及執行時間;
HEADERS:除了BASIC中定義的信息之外，還有請求和響應的頭信息;
FULL:除HEADERS中定義的信息之外，還有請求和響應的正文及元數據。

配置日志bean：

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

yml開啟日志

# 設置 feign客戶端超時時間 （ openFeign 默認支持 ribbon ）
ribbon:
 # 指的是簡歷連接所用的時間，適用于網絡狀況正常的情況下，倆端連接所用的時間 單位是秒
 ReadTimeout: 8000
 # 指的是建立連接后從服務器讀取到可用資源的時間
 ConnectTimeout: 6000

# 開啟 feign 日志打印
logging:
 level:
 ## feign 日志 以什么級別 監控那個接口
 com.fage.springcloud.feign.OpenFeignService: debug

結果：

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":"調用成功","data":"8001"}

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