【微服务七】Ribbon负载均衡策略之BestAvailableRule源码深度剖析

本文涉及的产品
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
云原生网关 MSE Higress,422元/月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
简介: 【微服务七】Ribbon负载均衡策略之BestAvailableRule源码深度剖析

@[TOC]

一、前言

前置Ribbon相关文章:

  1. 【云原生&微服务一】SpringCloud之Ribbon实现负载均衡详细案例(集成Eureka、Ribbon)
  2. 【云原生&微服务二】SpringCloud之Ribbon自定义负载均衡策略(含Ribbon核心API)
  3. 【云原生&微服务三】SpringCloud之Ribbon是这样实现负载均衡的(源码剖析@LoadBalanced原理)
  4. 【云原生&微服务四】SpringCloud之Ribbon和Erueka集成的细节全在这了(源码剖析)
  5. 【微服务五】Ribbon随机负载均衡算法如何实现的
  6. 【微服务六】Ribbon负载均衡策略之轮询(RoundRobinRule)、重试(RetryRule)

我们聊了以下问题:

  1. 为什么给RestTemplate类上加上了@LoadBalanced注解就可以使用Ribbon的负载均衡?
  2. SpringCloud是如何集成Ribbon的?
  3. Ribbon如何作用到RestTemplate上的?
  4. 如何获取到Ribbon的ILoadBalancer?
  5. ZoneAwareLoadBalancer(属于ribbon)如何与eureka整合,通过eureka client获取到对应注册表?
  6. ZoneAwareLoadBalancer如何持续从Eureka中获取最新的注册表信息?
  7. 如何根据负载均衡器ILoadBalancer从Eureka Client获取到的List<Server>中选出一个Server?
  8. Ribbon如何发送网络HTTP请求?
  9. Ribbon如何用IPing机制动态检查服务实例是否存活?
  10. Ribbon负载均衡策略之随机(RandomRule)、轮询(RoundRobinRule)、重试(RetryRule)实现方式;

本文继续讨论 最佳可用规则(BestAvailableRule)是如何实现的?

PS:Ribbon依赖Spring Cloud版本信息如下:

<dependencyManagement>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
            <version>2.3.7.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <!--整合spring cloud-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
            <version>Hoxton.SR8</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
        <!--整合spring cloud alibaba-->
        <dependency>
            <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
            <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
            <version>2.2.5.RELEASE</version>
            <type>pom</type>
            <scope>import</scope>
        </dependency>
    </dependencies>
</dependencyManagement>

二、BestAvailableRule

BestAvailableRule会逐个考察Server,如果Server被tripped了,则跳过;最终选择一个并发请求量最小的Server。

1、负载规则

我们知道Ribbon负载均衡算法体现在IRule的choose(Object key)方法中,所以看BestAvailableRule的choose(Object key)方法:

在这里插入图片描述

详细代码注释如下:

public class BestAvailableRule extends ClientConfigEnabledRoundRobinRule {

    // 维护了服务实例的一些状态信息
    private LoadBalancerStats loadBalancerStats;
    
    @Override
    public Server choose(Object key) {
       // 如果服务实例状态信息为空,则直接使用父类的choose()方法,采用RoundRobin算法
        if (loadBalancerStats == null) {
            return super.choose(key);
        }
        // 获取所有的服务实例
        List<Server> serverList = getLoadBalancer().getAllServers();
        // 最小并发连接数
        int minimalConcurrentConnections = Integer.MAX_VALUE;
        // 当前时间
        long currentTime = System.currentTimeMillis();
        Server chosen = null;
        // 遍历每个实例
        for (Server server: serverList) {
            ServerStats serverStats = loadBalancerStats.getSingleServerStat(server);
            // 如果服务实例被tripped了,则直接跳过当前服务实例
            if (!serverStats.isCircuitBreakerTripped(currentTime)) {
                // 获取实例的并发数(当且仅当 当前时间与上次有效更改连接数的时间间隔在指定范围之内(默认10分钟))
                int concurrentConnections = serverStats.getActiveRequestsCount(currentTime);
                // 找到并发连接最小的那个服务实例
                if (concurrentConnections < minimalConcurrentConnections) {
                    minimalConcurrentConnections = concurrentConnections;
                    chosen = server;
                }
            }
        }
        // 如果遍历完所有的服务实例之后,还没有找到server,则调用父类的choose()方法,用RoundRobin算法进行选择。
        if (chosen == null) {
            return super.choose(key);
        } else {
            return chosen;
        }
    }

    @Override
    public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {
        super.setLoadBalancer(lb);
        if (lb instanceof AbstractLoadBalancer) {
            loadBalancerStats = ((AbstractLoadBalancer) lb).getLoadBalancerStats();            
        }
    }
}

方法的核心逻辑:

  1. 首先判断如果服务实例状态信息为空,则直接使用父类的choose()方法,采用RoundRobin算法。
  2. 否则:从BestAvailableRule所属的ILoadBalancer中获取服务的所有实例,记录当前时间;
  3. 遍历服务的每个实例,获取实例的ServerStats,如果实例被tripped了,则直接跳过当前服务实例;否则,获取实例的并发数(这里当且仅当 当前时间与上次有效更改连接数的时间间隔在指定范围之内(默认10分钟)),如果超过了时间范围则返回0。循环结束后返回并发数最小的第一个实例。
  4. 最后,如果遍历完所有的服务实例之后,还没有得到Server,则调用其父类的choose()方法,使用RoundRobin算法选择一个实例。

下面我们接着看几个细节点:如何判断服务实例被tripped?如何获取服务实例的并发数?

2、如何判断服务实例被tripped?

在这里插入图片描述
逻辑体现在ServerStatsisCircuitBreakerTripped(long currentTime)方法中:

public boolean isCircuitBreakerTripped(long currentTime) {
    // 获取断路器超时时间点
    long circuitBreakerTimeout = getCircuitBreakerTimeout();
    // 如果断路器超时时间点 <= 0,则直接返回false。
    if (circuitBreakerTimeout <= 0) {
        return false;
    }
    // 如果断路器超时时间点 > 当前时间,则返回true,表示服务实例被tripped了;否则返回false
    return circuitBreakerTimeout > currentTime;
}

方法核心逻辑:

  1. 判断断路器超时时间点是否大于当前时间,如果大于,则表示当前服务实例被tripped了,也就不会再被选择;否者,正常选择。

3、如何获取服务实例的并发数?

在这里插入图片描述
逻辑体现在ServerStatsgetActiveRequestsCount(long currentTime)方法中:

public int getActiveRequestsCount(long currentTime) {
  // 获取实例当前的并发连接数
    int count = activeRequestsCount.get();
    // 连接数为0,则直接返回0
    if (count == 0) {
        return 0;
    // 如果当前时间与上次有效更改连接数的时间间隔不在指定范围之内(默认10分钟),则并发连接数设置为0,并返回0
    } else if (currentTime - lastActiveRequestsCountChangeTimestamp > activeRequestsCountTimeout.get() * 1000 || count < 0) {
        activeRequestsCount.set(0);
        return 0;            
    } else {
    // 正常场景下返回并发连接数
        return count;
    }
}

AtomicInteger activeRequestsCount = new AtomicInteger(0);

private static final DynamicIntProperty activeRequestsCountTimeout = 
        DynamicPropertyFactory.getInstance().getIntProperty("niws.loadbalancer.serverStats.activeRequestsCount.effectiveWindowSeconds", 60 * 10);

关键点在于实例的并发数是如何维护的?下面我就接着看。

4、实例并发数的维护:

1)增加实例的并发数

在开始执行一个Rest请求时会通过ServerStats#incrementActiveRequestsCount()方法新增一个连接数(activeRequestsCount);
在这里插入图片描述

虽然是在new一个RibbonStatsRecorder时新增的实例并发数,但是RibbonStatsRecorder内部组合的ServerStats来源于Ribbo的上下文RibbonLoadBalancerContext,所以每次new RibbonStatsRecorder时,ServerStats数据是共享的;

在这里插入图片描述

2)减少实例的并发数

当Rest请求调用外部服务执行完毕之后,会通过ServerStats#decrementActiveRequestsCount()方法减少一个连接数(activeRequestsCount):
在这里插入图片描述

RibbonStatsRecorder#recordStats(Object entity) 方法如下:

在这里插入图片描述

三、后续文章

下一篇文章我们接着分析Ribbon负载均衡策略之WeightedResponseTimeRule。

相关实践学习
SLB负载均衡实践
本场景通过使用阿里云负载均衡 SLB 以及对负载均衡 SLB 后端服务器 ECS 的权重进行修改,快速解决服务器响应速度慢的问题
负载均衡入门与产品使用指南
负载均衡(Server Load Balancer)是对多台云服务器进行流量分发的负载均衡服务,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。 本课程主要介绍负载均衡的相关技术以及阿里云负载均衡产品的使用方法。
相关文章
|
2月前
|
负载均衡 算法 架构师
Ribbon负载均衡
上一节就已经实现的负载均衡笔者并未深入探讨,本节通过分析负载均衡算法、Ribbon实现负载均衡的底层原理和实现过程,让大家对负载均衡有了一个大体认识,同时针对Ribbon自定义负载均衡策略,饥饿加载让大家对于Ribbon的了解又多一些。Ribbon实现的负载均衡只是方案之一,我们可以尽量多了解但不要局限于此。
|
9天前
|
负载均衡 Java 对象存储
负载均衡策略:Spring Cloud与Netflix OSS的最佳实践
负载均衡策略:Spring Cloud与Netflix OSS的最佳实践
25 2
|
22天前
|
负载均衡 Java Nacos
SpringCloud基础1——远程调用、Eureka,Nacos注册中心、Ribbon负载均衡
微服务介绍、SpringCloud、服务拆分和远程调用、Eureka注册中心、Ribbon负载均衡、Nacos注册中心
SpringCloud基础1——远程调用、Eureka,Nacos注册中心、Ribbon负载均衡
|
2月前
|
存储 设计模式 缓存
OpenFeign集成Ribbon负载均衡-过滤和选择服务核心实现
该文章主要介绍了如何在OpenFeign中集成Ribbon以实现负载均衡,并详细分析了Ribbon中服务选择和服务过滤的核心实现过程。文章还涉及了Ribbon中负载均衡器(ILoadBalancer)和负载均衡策略(IRule)的初始化方式。
OpenFeign集成Ribbon负载均衡-过滤和选择服务核心实现
|
7天前
|
负载均衡 Java 开发者
Ribbon框架实现客户端负载均衡的方法与技巧
Ribbon框架为微服务架构中的客户端负载均衡提供了强大的支持。通过简单的配置和集成,开发者可以轻松地在应用中实现服务的发现、选择和负载均衡。适当地使用Ribbon,配合其他Spring Cloud组件,可以有效提升微服务架构的可用性和性能。
8 0
|
2月前
|
缓存 负载均衡 Java
OpenFeign最核心组件LoadBalancerFeignClient详解(集成Ribbon负载均衡能力)
文章标题为“OpenFeign的Ribbon负载均衡详解”,是继OpenFeign十大可扩展组件讨论之后,深入探讨了Ribbon如何为OpenFeign提供负载均衡能力的详解。
OpenFeign最核心组件LoadBalancerFeignClient详解(集成Ribbon负载均衡能力)
|
2月前
|
负载均衡 算法 调度
负载均衡原理分析与源码解读
负载均衡原理分析与源码解读
|
2月前
|
负载均衡 应用服务中间件 Linux
在Linux中,Nginx如何实现负载均衡分发策略?
在Linux中,Nginx如何实现负载均衡分发策略?
|
2月前
|
缓存 负载均衡 算法
在Linux中, LVS负载均衡有哪些策略?
在Linux中, LVS负载均衡有哪些策略?
|
10天前
|
安全 应用服务中间件 API
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbo-2
微服务分布式系统架构之zookeeper与dubbo-2
下一篇
无影云桌面