SpringCloud負載均衡實現(xiàn)定向路由詳情

更新時間：2022年08月19日 11:44:58 作者：LogicMF

這篇文章主要介紹了SpringCloud負載均衡實現(xiàn)定向路由詳情，文章圍繞主題展開詳細的內(nèi)容介紹，具有一定的參考價值，需要的小伙伴可以參考一下

背景

隨著微服務(wù)項目的迭代，可能一個服務(wù)會有多個實例，這時候就會涉及到負載均衡。然而我們在開發(fā)的時候，肯定希望只啟動一個項目。然后調(diào)試的時候希望負載均衡把請求分配到我們正在開發(fā)測試的服務(wù)實例上面。

如圖所示，我們希望可以指定調(diào)用路徑也就是定向路由。

實現(xiàn)方式

基于ip

這個很好理解，就是開發(fā)者本地正在運行的服務(wù)在nacos上面肯定顯示你本機的ip；那么只要我得到開發(fā)者的ip就能夠根據(jù)這個ip來過濾nacos上面的服務(wù)，達到定向路由的效果。

基于nacos的元數(shù)據(jù)

spring:
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        metadata: 
          version: "mfine"

在yaml中配置nacos元數(shù)據(jù)的version屬性。前端在請求header中添加與其對應version屬性，就可以實現(xiàn)服務(wù)過濾也就是定向路由。

實現(xiàn)原理

Gateway服務(wù)

因為gateway底層的不同，所以其負載均衡也與普通服務(wù)的不同，因此要特殊處理。先看gateway中l(wèi)oad balancer組件調(diào)用流程。

首先在gateway中l(wèi)oad balancer本身也是一個過濾器，所以流程如下。

ReactiveLoadBalancerClientFilter里面有個LoadBalancerClientFactory屬性，通過這個工廠獲取具體的負載均衡器
LoadBalancerClientFactory會載入LoadBalancerClientConfiguration配置
LoadBalancerClientConfiguration會初始化我們需要的RoundRobinLoadBalancer，并且會通過構(gòu)造函數(shù)傳入LoadBalancerClientFactory對象。

那我們要做什么呢？其實就是截胡。

實現(xiàn)自己的LoadBalancerClientFactory，傳入自己LoadBalancerClientConfiguration。
在自己的LoadBalancerClientConfiguration初始化自己的RoundRobinLoadBalancer
最后在自己的ReactiveLoadBalancerClientFilter里面?zhèn)魅胱约旱?strong>LoadBalancerClientFactory，獲得自己的負載均衡器。

具體源碼（只放核心）

MyRoundRobinLoadBalancer

private Response<ServiceInstance> getInstanceResponse(
    List<ServiceInstance> instances, ServerWebExchange exchange) {
    if (instances.isEmpty()) {
        log.warn("No servers available for service: " + this.serviceId);
        return new EmptyResponse();
    }
    try {
        //可重入鎖
        if (this.lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS))
            instances = this.filterServiceInstance(exchange, instances);
        // TODO: enforce order?
        int pos = Math.abs(this.position.incrementAndGet());
        ServiceInstance instance = instances.get(pos % instances.size());
        return new DefaultResponse(instance);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new RuntimeException("自定義負載均衡器,超時等待異常");
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}
// 根據(jù)附加信息過濾服務(wù)
private List<ServiceInstance> filterServiceInstance(ServerWebExchange exchange, List<ServiceInstance> serviceInstances) {

    List<ServiceInstance> filteredServices = new ArrayList<>();
    // 自動模式
    if (DevConfigEnum.AUTO.getCode().equals(this.properties.getModel())) {
        filteredServices = autoModel(exchange, serviceInstances);
    }
    // ip 模式
    if (this.properties.getModel().equals(DevConfigEnum.IP.getCode())) {
        filteredServices = ipModel(exchange, serviceInstances);
    }
    // metadata 模式
    if (this.properties.getModel().equals(DevConfigEnum.METADATA.getCode())) {
        filteredServices = metadataModel(exchange, serviceInstances);
    }
    if (filteredServices.isEmpty()) {
        log.info("未發(fā)現(xiàn)符合ip或metadata.version服務(wù),將采用原始服務(wù)集合");
        return serviceInstances;
    }
    return filteredServices;
}
// 自動模式
private List<ServiceInstance> autoModel(ServerWebExchange exchange, List<ServiceInstance> serviceInstances) {
    List<ServiceInstance> filteredServices;

    filteredServices = ipModel(exchange, serviceInstances);
    if (filteredServices.isEmpty()) {
        filteredServices = metadataModel(exchange, serviceInstances);
    }
    return filteredServices;
}
//元數(shù)據(jù)模式
private List<ServiceInstance> metadataModel(ServerWebExchange exchange, List<ServiceInstance> serviceInstances) {
    String version = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("version");
    List<ServiceInstance> filteredServices = new ArrayList<>();
    if (version != null) {
        log.info("version模式：獲取metadata.version成功");
        filteredServices = serviceInstances.stream().filter(instance -> {
            String metaVersion = instance.getMetadata().get("version");
            if (metaVersion == null) {
                return false;
            }
            return metaVersion.equals(version);
        }).collect(Collectors.toList());
    }
    return filteredServices;
}
// ip模式
private List<ServiceInstance> ipModel(ServerWebExchange exchange, List<ServiceInstance> serviceInstances) {
    List<ServiceInstance> filteredServices = new ArrayList<>();
    try {
        String ipAddress = exchange.getRequest().getHeaders().getFirst("ip");
        if (ipAddress == null) {
            ipAddress = IPUtils.getIpAddress(exchange.getRequest());
        }
        log.warn("ip模式：獲取ip成功");
        String finalIpAddress = ipAddress;
        filteredServices = serviceInstances.stream().filter(item -> item.getHost().equals(finalIpAddress))
            .collect(Collectors.toList());
    } catch (UnknownHostException e) {
        log.warn("ip模式：獲取ip失敗,無法進行定向路由");
    }
    return filteredServices;
}

MyLoadBalancerClientFactory

public class MyLoadBalancerClientFactory extends NamedContextFactory<LoadBalancerClientSpecification>
      implements ReactiveLoadBalancer.Factory<ServiceInstance>{

    ................

    public MyLoadBalancerClientFactory() {
        // 傳入自己的自動配置
        super(MyLoadBalancerClientConfiguration.class, NAMESPACE, PROPERTY_NAME);
    }

    ...........
}

MyLoadBalancerClientConfiguration

@Configuration
public class MyLoadBalancerClientConfiguration {
    @Autowired
    private MicroServiceDevConfigProperties microServiceDevConfigProperties;
    @Bean
    public ReactorServiceInstanceLoadBalancer reactiveLoadBalancer(Environment environment, LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        // 初始化自己的負載均衡器
        return new MyRoundRobinLoadBalancer(loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name, 1000,microServiceDevConfigProperties);
    }
}

@Configuration
public class MyReactiveLoadBalancerClientFilter extends ReactiveLoadBalancerClientFilter {
    private static final Log log = LogFactory
            .getLog(ReactiveLoadBalancerClientFilter.class);
    private static final int LOAD_BALANCER_CLIENT_FILTER_ORDER = 10150;
    private final MyLoadBalancerClientFactory clientFactory;
    private LoadBalancerProperties properties;
    // 注入自己的LoadBalancerClientFactory
    public MyReactiveLoadBalancerClientFilter(MyLoadBalancerClientFactory clientFactory, LoadBalancerProperties properties) {
        super(null, null);
        this.clientFactory = clientFactory;
        this.properties = properties;
    }
    ........
    private Mono<Response<ServiceInstance>> choose(ServerWebExchange exchange) {
        URI uri = exchange.getAttribute(GATEWAY_REQUEST_URL_ATTR);
        //獲得自己load balancer
        MyRoundRobinLoadBalancer loadBalancer = this.clientFactory
                .getInstance(uri.getHost(), MyRoundRobinLoadBalancer.class);
        if (loadBalancer == null) {
            throw new NotFoundException("No loadbalancer available for " + uri.getHost());
        }
        // 在自己的load balancer里面擴展choose方法，使其接受ServerWebExchange參數(shù)
        // 傳入ServerWebExchange我們就可以，獲取請求信息，方便我們過濾
        return loadBalancer.choose(exchange);
    }
}

我的這種實現(xiàn)較為繁瑣，可能大家有更好方式，大家要是有更好更簡單的方法，也可以直接替換掉。

普通服務(wù)

普通服務(wù)實現(xiàn)自定義負載均衡器就很簡單了，實現(xiàn)自定義RoundRobinRule就可以了

@Configuration
public class MyRoundRobinLoadBalancer extends RoundRobinRule {
    //不同的使用注入的方式獲取請求信息
    @Autowired
    private HttpServletRequest request;
    .....
        private List<Server> filterServers(List<Server> reachableServers) {
        List<Server> servers = new ArrayList<>();
        if (this.properties.getModel().equals(DevConfigEnum.AUTO.getCode())) {
            servers = ipModel(reachableServers);
            if (servers.isEmpty()) {
                servers = metadataModel(reachableServers);
            }
        }
        if (this.properties.getModel().equals(DevConfigEnum.IP.getCode())) {
            servers = ipModel(reachableServers);
        }
        if (this.properties.getModel().equals(DevConfigEnum.METADATA.getCode())) {
            servers = metadataModel(reachableServers);
        }
        if (servers.isEmpty()) {
            return reachableServers;
        }
        return servers;
    }

    private List<Server> metadataModel(List<Server> reachableServers) {
        String version = request.getHeader("version");
        List<Server> servers = new ArrayList<>();
        if (version != null) {
            log.info("metadata模式: 獲取version成功");
            servers = reachableServers.stream().filter(item -> {
                NacosServer nacosServer = (NacosServer) item;
                String metaVersion = nacosServer.getMetadata().get("version");
                if (metaVersion == null) {
                    return false;
                }
                return metaVersion.equals(version);
            }).collect(Collectors.toList());
        } else {
            log.warn("metadata模式: header中無version字段且未獲取到請求者ip");
        }
        return servers;
    }

    private List<Server> ipModel(List<Server> reachableServers) {
        List<Server> servers = new ArrayList<>();
        try {
            String ip = this.request.getHeader("ip");
            if (ip == null) {
                ip = IPUtils.getIpAddress(request);
            }
            String finalIp = ip;
            servers = reachableServers.stream().filter(item -> item.getHost().equals(finalIp)).collect(Collectors.toList());
            log.info("ip模式: 獲取請求者ip成功");
        } catch (UnknownHostException e) {
            log.warn("ip模式: 獲取ip失敗");
        }
        return servers;
    }
    ........
}

深入思考一下，通過注入的方式獲取request信息是否存在多線程安全問題呢？

使用方法

metadata模式

配置yaml：

spring:
  application:
    name: cloud-order
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        metadata:
        // 重點
          version: mfine
celi-dev:
  config:
    model: "metadata"

nacos中服務(wù)元數(shù)據(jù)

然后請求頭中附帶version信息

自定義負載均衡器會通過請求頭中的version去nacos中注冊服務(wù)的元數(shù)據(jù)里面去比對version信息。

ip模式

配置yaml

celi-dev:
  config:
    model: "ip"

在header中指定IP
依靠請求信息獲取ip

配置yaml就好

此不指定ip的時候，后臺獲取的ip可能不對。取決你本地是否存在多張網(wǎng)卡（虛擬網(wǎng)卡也算），有時候nacos中ip顯示也會是虛擬網(wǎng)卡的ip。

使用前請確認你的服務(wù)在nacos中的ip是多少，然后在header中指定ip，這樣最省事也最穩(wěn)妥。

一般是先從header中獲取ip信息，獲取不到再從request對象中分析。

auto模式

配置yaml，其實可以不配置。

celi-dev:
  config:
    model: "auto"

自動模式默認先使用ip模式獲取不到ip會自動切換metadata模式。

什么都不配置，默認auto模式

總結(jié)

三種模式里面meta模式最繁瑣，心智負擔最重，但是也是最簡單的。ip模式難度在于獲取ip的準確性因此加入指定ip的方式。自動模式則二者結(jié)合。

到此這篇關(guān)于SpringCloud負載均衡實現(xiàn)定向路由詳情的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringCloud負載均衡內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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