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📆 最近更新：2023年6月18日

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文章目录

• 负载均衡器LoadBalancer原理
• Ribbon LoadBalanced底层机制源码探秘

  通过本文你可以学习到：

  1. LoadBalanced作用原理
  2. 拦截器到Rule的调角链路
  3. IPing机制

  负载均衡器LoadBalancer原理

  一句话概括： 由LoadBalanced在RestTemplate上打标，Ribbon将带有负载均衡能力的拦截器注入标记好的RestTemplate中，以此实现负载均衡。

  从@LoadBalanced开始看起：

  它会将RestTemplate传送到Ribbon的自动装配类里进行改造。

  

  • @LoadBalanced：这个注解即修饰RestTemplate，还修饰LoadBalancerAutoConfiguration。它会将所有带有LoadBalanced注解的RestTemplate类，都传入到LoadBalancerAutoConfiguration中。这个注解的定义上还有一个@Qualifier注解，@Qualifier注解搭配@Autowired注解做自动装配，可以通过name属性，将指定的Bean装载到指定位置。

    这里LoadBalanced也是借助Qualifier实现了一个给RestTemplate打标的功能，凡是被打标的RestTemplate都会被传送到AutoConfig中做进一步改造。

    • LBAutoConfig：从上一步中传送过来的RestTemplate，会经过LBAutoConfig的装配，将一系列的拦截器添加到RestTemplate中。Ribbon拦截器会拦截每个网络请求做一番处理，在这个过程中拦截器会找到对应的LoadBalancer对HTTP请求进行接管，接着LoadBalancer就会找到默认或指定的负载均衡策略来对HTTP请求进行转发。

      拦截器是类似职责链设计模型的结构，常见的ServletFilter，权限控制器等都是类似的模式。

      Ribbon LoadBalanced底层机制源码探秘

      点进LoadBalanced注解，查到LoadBalancerAutoConfiguration使用了该注解

      

      该注解可以把修饰的restTemplate传送到LoadBalancerAutoConfiguration里

      这个restTemplate只在loadBalancedRestTemplateInitializerDeprecated方法里被用到

      @Bean
      public SmartInitializingSingleton loadBalancedRestTemplateInitializerDeprecated(final ObjectProvider> restTemplateCustomizers) {
          return () -> {
              restTemplateCustomizers.ifAvailable((customizers) -> {
                  Iterator var2 = this.restTemplates.iterator();
                  while(var2.hasNext()) {
                      RestTemplate restTemplate = (RestTemplate)var2.next();
                      Iterator var4 = customizers.iterator();
                      while(var4.hasNext()) {
                          RestTemplateCustomizer customizer = (RestTemplateCustomizer)var4.next();
                          customizer.customize(restTemplate);
                      }
                  }
              });
          };
      }
      

      循环访问所有的restTemplate，restTemplateCustomizers是由外面初始化的bean注入进来的，使用customizer对restTemplate做手脚

      @Bean
      @ConditionalOnMissingBean
      public RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(final LoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) {
          return (restTemplate) -> {
              List list = new ArrayList(restTemplate.getInterceptors());
              list.add(loadBalancerInterceptor);
              restTemplate.setInterceptors(list);
          };
      }
      

      先从restTemplate获取getInterceptors()，接下来list里添加一个loadBalancerInterceptor，它的注入：

      @Bean
      public LoadBalancerInterceptor ribbonInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancerClient, LoadBalancerRequestFactory requestFactory) {
          return new LoadBalancerInterceptor(loadBalancerClient, requestFactory);
      }
      

      public void setInterceptors(List interceptors) {
          if (this.interceptors != interceptors) {
              this.interceptors.clear();
              this.interceptors.addAll(interceptors);
              AnnotationAwareOrderComparator.sort(this.interceptors);
          }
      }
      

      这里把 interceptors 和本地保存的做一下比较，如果不一样则本地的interceptors全部清空，然后添加上新的，再sort一下

      ---

      真正起作用的位置是在LoadBalancerInterceptor的intercept方法上

      public ClientHttpResponse intercept(final HttpRequest request, final byte[] body, final ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
          URI originalUri = request.getURI();
          String serviceName = originalUri.getHost();
          Assert.state(serviceName != null, "Request URI does not contain a valid hostname: " + originalUri);
          return (ClientHttpResponse)this.loadBalancer.execute(serviceName, this.requestFactory.createRequest(request, body, execution));
      }
      

      先从url中得到uri，再从uri里得到serviceName（要去访问的serviceName），然后执行execute方法

      public  T execute(String serviceId, LoadBalancerRequest request, Object hint) throws IOException {
          ILoadBalancer loadBalancer = this.getLoadBalancer(serviceId);
          Server server = this.getServer(loadBalancer, hint);
          if (server == null) {
              throw new IllegalStateException("No instances available for " + serviceId);
          } else {
              RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer ribbonServer = new RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
              return this.execute(serviceId, (ServiceInstance)ribbonServer, (LoadBalancerRequest)request);
          }
      }
      

      这里到了真正执行任务的时候了，先根据serviceId获取一个LoadBalancer，拿到负载均衡策略之后用getServer获取到真正的server

      protected Server getServer(ILoadBalancer loadBalancer, Object hint) {
          return loadBalancer == null ? null : loadBalancer.chooseServer(hint != null ? hint : "default");
      }
      

      @Override
      public Server chooseServer(Object key) {
          if (!ENABLED.get() || getLoadBalancerStats().getAvailableZones().size() <= 1) {
              logger.debug("Zone aware logic disabled or there is only one zone");
              return super.chooseServer(key);
          }
          Server server = null;
          try {
              LoadBalancerStats lbStats = getLoadBalancerStats();
              Map zoneSnapshot = ZoneAvoidanceRule.createSnapshot(lbStats);
              logger.debug("Zone snapshots: {}", zoneSnapshot);
              if (triggeringLoad == null) {
                  triggeringLoad = DynamicPropertyFactory.getInstance().getDoubleProperty(
                          "ZoneAwareNIWSDiscoveryLoadBalancer." + this.getName() + ".triggeringLoadPerServerThreshold", 0.2d);
              }
              if (triggeringBlackoutPercentage == null) {
                  triggeringBlackoutPercentage = DynamicPropertyFactory.getInstance().getDoubleProperty(
                          "ZoneAwareNIWSDiscoveryLoadBalancer." + this.getName() + ".avoidZoneWithBlackoutPercetage", 0.99999d);
              }
              Set availableZones = ZoneAvoidanceRule.getAvailableZones(zoneSnapshot, triggeringLoad.get(), triggeringBlackoutPercentage.get());
              logger.debug("Available zones: {}", availableZones);
              if (availableZones != null &&  availableZones.size() < zoneSnapshot.keySet().size()) {
                  String zone = ZoneAvoidanceRule.randomChooseZone(zoneSnapshot, availableZones);
                  logger.debug("Zone chosen: {}", zone);
                  if (zone != null) {
                      BaseLoadBalancer zoneLoadBalancer = getLoadBalancer(zone);
                      server = zoneLoadBalancer.chooseServer(key);
                  }
              }
          } catch (Exception e) {
              logger.error("Error choosing server using zone aware logic for load balancer={}", name, e);
          }
          if (server != null) {
              return server;
          } else {
              logger.debug("Zone avoidance logic is not invoked.");
              return super.chooseServer(key);
          }
      }
      

      如果只定义了一个defaultZone，则会调用父类的chooseServer方法

      public Server chooseServer(Object key) {
          if (counter == null) {
              counter = createCounter();
          }
          counter.increment();
          if (rule == null) {
              return null;
          } else {
              try {
                  return rule.choose(key);
              } catch (Exception e) {
                  logger.warn("LoadBalancer [{}]:  Error choosing server for key {}", name, key, e);
                  return null;
              }
          }
      }
      

      这里使用默认的负载均衡策略RandomRule

      ---

      回到RibbonLoadBalancerClient的execute方法，获取到的服务器不为空则：

      RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer ribbonServer = new RibbonLoadBalancerClient.RibbonServer(serviceId, server, this.isSecure(server, serviceId), this.serverIntrospector(serviceId).getMetadata(server));
      return this.execute(serviceId, (ServiceInstance)ribbonServer, (LoadBalancerRequest)request);
      

      构建一个RibbonServer，最后execute就是真正发起请求了

      
       
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