SpringCloud：spring-cloud-loadbalancer原理分析及实现自定义负载均衡策略

Freedom123

发布于 2024-03-29 16:18:50

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发布于 2024-03-29 16:18:50

文章被收录于专栏：DevOpsDevOps

一、Spring Cloud LoadBalancer原理

LoadBalancerClient作为负载均衡客户端，用于进行负载均衡逻辑，从服务列表中选择出一个服务地址进行调用，其内部方法为下图显示：

在LoadBalancerClient种存在两个execute()方法，均是用来执行请求的，reconstructURI()是用来重构URL。对于LoadBalancerClient在Spring Cloud LoadBalancer中实现类则是BlockingLoadBalancerClient。BlockingLoadBalancerClient存在两个choose()方法，其实现的是图1-1中的ServiceInstanceChooser接口种的两个choose()方法（图1-2）:

在上述图片中通过通过工厂类LoadBalancerClientFactory获取具体的负载均衡器实例，后面的loadBalancer.choose(request)调用（图1-3）接口choose（）方法实现根据负载均衡算法选择下一个服务器完成负载均衡。

图1-3可以看出ReactorLoadBalancer接口继承ReactiveLoadBalancer接口，ReactorLoadBalancer接口后续又被ReactorServiceInstanceLoadBalancer继承且其实现了两个方法，分别是：RandomLoadBalancer(随机负载均衡器)和RoundRobinLoadBalancer（轮询负载均衡器）。

二、LoadBalancer自定义负载均衡器

根据图1-4类图显示，我们只需要在自定义配置轮询方法时重定义ReactorServiceInstanceLoadBalancer接口即可，如下例子：

@Configuration
public class MyLoadBalancerConfig {
    @Bean
    public ReactorServiceInstanceLoadBalancer reactorServiceInstanceLoadBalancer(Environment environment, LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        //返回随机轮询负载均衡方式
        return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name);
    }
}

但是如果我们要自定义轮询算法该如何做呢？根据上面可以知道LoadBalancerClientFactory是创建客户机、负载均衡器和客户机配置实例的工厂。它根据客户端名称创建一个Spring ApplicationContext，并从中提取所需的bean（官方解释）。因此我们进入到LoadBalancerClientFactory类中：

我们需要去实现它的子接口ReactorServiceInstanceLoadBalancer，因为去获取负载均衡器实例的时候，是通过去容器中查找ReactorServiceInstanceLoadBalancer类型的bean来实现的，参照RandomLoadBalancer我们进行仿写

public class CustomRandomLoadBalancerClient implements ReactorServiceInstanceLoadBalancer {
 
    // 服务列表
    private ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider;
 
    public CustomRandomLoadBalancerClient(ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider) {
        this.serviceInstanceListSupplierProvider = serviceInstanceListSupplierProvider;
    }
 
    @Override
    public Mono<Response<ServiceInstance>> choose(Request request) {
        ServiceInstanceListSupplier supplier = serviceInstanceListSupplierProvider.getIfAvailable();
        return supplier.get().next().map(this::getInstanceResponse);
    }
 
    /**
     * 使用随机数获取服务
     * @param instances
     * @return
     */
    private Response<ServiceInstance> getInstanceResponse(
            List<ServiceInstance> instances) {
        System.out.println("进来了");
        if (instances.isEmpty()) {
            return new EmptyResponse();
        }
 
        System.out.println("进行随机选取服务");
        // 随机算法
        int size = instances.size();
        Random random = new Random();
        ServiceInstance instance = instances.get(random.nextInt(size));
 
        return new DefaultResponse(instance);
    }
}

自定义配置类：

@Configuration
public class MyLoadBalancerConfig {
 
    // 参数 serviceInstanceListSupplierProvider 会自动注入
    @Bean
    public ReactorServiceInstanceLoadBalancer customLoadBalancer(ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider) {
        return new CustomRandomLoadBalancerClient(serviceInstanceListSupplierProvider);
    }
}

在项目启动类上添加@LoadBalancerClient注解：name值一定要使用服务端配置的服务名（spring.application.name），通过configuration指定自定义的配置

@SpringBootApplication
@LoadBalancerClient(name = "myServer", configuration = MyLoadBalancerConfig.class)
public class BlockClientApplication {
 
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(BlockClientApplication.class, args);
    }
}