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Spring Cloud之Ribbon源码分析

Spring Cloud之Ribbon源码分析

作者: loveFXX | 来源:发表于2020-03-12 22:42 被阅读0次

    Ribbon源码要从自动配置的依赖包说起。

    环境初始化

    RibbonAutoConfiguration

    spring-cloud-netflix-ribbon.png

    RibbonAutoConfiguration作用:
    1、@Autowired注入一些属性值
    List<RibbonClientSpecification> configurations。
    这个实现原理是@RibbonClients注解中@Import(RibbonClientConfigurationRegistrar.class)类,在注册到registry时,是当前name加上.RibbonClientSpecification后缀实现的。一共有两个,RibbonAutoConfiguration和EurekaRibbonClientConfiguration


    configurations.png

    2、@Bean创建一些Bean到spring容器中
    SpringClientFactory、LoadBalancerClient等
    在创建SpringClientFactory类时,会把RibbonClientConfiguration类赋值给NamedContextFactory#defaultConfigType属性,在子容器初始化之前会注册当前类


    SpringClientFactory.png
    3、自动配置LoadBalancerAutoConfiguration
    这个类AutoConfigureBefore之前还会导入LoadBalancerAutoConfiguration类
    另一个也是通过自动配置依赖包注入的。
    LoadBalancerAutoConfiguration注解类
    restTemplates.png
    对于加了@LoadBalanced注解的RestTemplate类加入到restTemplates集合中
    LoadBalancerInterceptor.png

    对restTemplate添加过滤器LoadBalancerInterceptor,所以当我们程序调用restTemplate的微服务调用时,会先调用这个过滤器对象。

    RibbonEurekaAutoConfiguration

    会加入到List<RibbonClientSpecification> configurations集合


    spring-cloud-netflix-eureka-client.png

    RibbonEurekaAutoConfiguration


    RibbonEurekaAutoConfiguration.png
    创建并注入到spring的IPing和ServerList的Bean
    image.png

    restTemplate.getForObject调用过程

    1、intercept
    获取调用的URI和调用服务名
    org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerInterceptor#intercept


    intercept.png

    2、execute
    通过调用LoadBalancerClient类的execute方法
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#execute


    RibbonLoadBalancerClient.png
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#execute
    execute.png
    这个方法是ribbon执行的关键代码,就是如何从微服务名字user最终获取到具体的调用服务ip地址和端口的。以及在这里面是通过怎么负载均衡选择服务的通过什么IRule算法实现的。这个方法的主要步骤是getLoadBalancer()和getServer()

    负载均衡器ILoadBalancer

    1、getLoadBalancer
    从SpringClientFactory工厂获取name是serviceId的ILoadBalancer实现类
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#getLoadBalancer


    image.png

    2、getLoadBalancer
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.SpringClientFactory#getLoadBalancer


    image.png
    3、getInstance
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.SpringClientFactory#getInstance
    image.png
    4、getInstance

    通过调用父类方法getInstance()获取IloadBanlancer类
    org.springframework.cloud.context.named.NamedContextFactory#getInstance


    image.png
    通过创建一个子容器context,实现了容器的隔离,在容器内获取IloadBanlancer实例
    5、getContext
    获取调用微服务名字的spring容器
    org.springframework.cloud.context.named.NamedContextFactory#getContext
    image.png
    查看是否包含当前调用微服务名字的子容器,如果不存在则创建
    6、createContext
    创建子容器
    org.springframework.cloud.context.named.NamedContextFactory#createContext
    createContext.png
    调用过程:
    ①、首先对之前注入的List<RibbonClientSpecification> configurations集合进行遍历,查看配置集合中是否包含了当前调用微服务名字

    ②、对configurations集合遍历是否包含configuration,然后注册到当前spring容器中。RibbonEurekaAutoConfiguration包含了默认配置EurekaRibbonClientConfiguration类。


    image.png
    ③、对context环境对RibbonClientConfiguration类的注册,defaultConfigType=org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonClientConfiguration
    ④、环境的添加,键是ribbon.client.name的属性添加
    ⑤、最重要的是设置context的父容器是当前正在调用spring容器,实现容器隔离。父容器不能调用子容器的Bean对象
    ⑥、设置displayName
    ⑦、调用容器刷新方法refresh()
    完成spring bean创建Bean的生命周期。
    7、getInstance
    从spring容器中得到的对象类型是DynamicServerListLoadBalancer
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.SpringClientFactory#getInstance
    image.png
    方法得到对象DynamicServerListLoadBalancer已经含有微服务的地址和端口号,所以对于如何得到IloadBanlancer类,需要分析DynamicServerListLoadBalancer类的调用过程
    DynamicServerListLoadBalancer类的继承关系图(绿色实线)
    DynamicServerListLoadBalancer.png
    8、DynamicServerListLoadBalancer
    com.netflix.loadbalancer.DynamicServerListLoadBalancer#DynamicServerListLoadBalancer
    DynamicServerListLoadBalancer.png
    首先调用父类方法,进行初始化
    image.png
    com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer#initWithConfig
    image.png
    对当前类属性值进行初始化IClientConfig(DefaultClientConfigImpl)、IRule(ZoneAvoidanceRule RoundRobinRule)、IPing(NIWSDiscoveryPing)、pingIntervalSeconds(30s)、maxTotalPingTimeSeconds(2)等属性值
    9、restOfInit
    这个方法是开启定时调度器任务更新服务列表和直接更新服务列表
    com.netflix.loadbalancer.DynamicServerListLoadBalancer#restOfInit
    restOfInit.png
    enableAndInitLearnNewServersFeature开启定时刷新服务列表
    enableAndInitLearnNewServersFeature.png
    开启定时调度器

    com.netflix.loadbalancer.PollingServerListUpdater#start


    start.png
    定时调度器会调用到updateAction.doUpdate()方法,这个方法内是updateListOfServers方法
    com.netflix.loadbalancer.ServerListUpdater.UpdateAction
    image.png
    调度器调用updateListOfServers方法,refreshIntervalMs=30s,initialDelayMs=1s
    在restOfInit方法内也会调用updateListOfServers()方法
    image.png
    10、updateListOfServers
    updateListOfServers.png
    这个方法有三步:
    ①、getUpdatedListOfServers获取服务列表
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.eureka.DomainExtractingServerList#getUpdatedListOfServers
    getUpdatedListOfServers.png
    com.netflix.niws.loadbalancer.DiscoveryEnabledNIWSServerList#getUpdatedListOfServers
    getUpdatedListOfServers.png
    com.netflix.niws.loadbalancer.DiscoveryEnabledNIWSServerList#obtainServersViaDiscovery
    obtainServersViaDiscovery.png
    通过eurekaClient的jdk动态代理类,从当前Eurek客户端获取vipaddress是user的实例信息
    得到List<T> servers集合对象后,然后通过ZonePreferenceServerListFilter进行区域过滤
    ②、getFilteredListOfServers方法通过ZonePreferenceServerListFilter过滤器过滤符合当前区域servers集合
    getFilteredListOfServers.png
    ③、updateAllServerList更新所有服务状态通过IPing的实现类NIWSDiscoveryPing,判断是否是UP存活状态
    com.netflix.loadbalancer.DynamicServerListLoadBalancer#updateAllServerList
    image.png
    com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer#forceQuickPing
    image.png
    com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer.Pinger#runPinger
    image.png
    com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer.SerialPingStrategy#pingServers
    image.png
    com.netflix.niws.loadbalancer.NIWSDiscoveryPing#isAlive
    isAlive.png
    判断实例信息的status是否是up状态

    获取Server

    通过getLoadBalancer方法调用,已经得到了ILoadBalancer的实现类DynamicServerListLoadBalancer,这里面已经包含调用微服务的服务ip和端口的list集合,接下来就是如何选取哪一个服务调用的问题。这里便用到了IRule实现类的算法调用
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#execute


    getLoadBalancer.png

    1、getServer
    org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonLoadBalancerClient#getServer


    getServer.png
    在ILoadBalancer的实现类DynamicServerListLoadBalancer选择服务
    2、chooseServer
    com.netflix.loadbalancer.ZoneAwareLoadBalancer#chooseServer
    chooseServer.png

    3、chooseServer
    com.netflix.loadbalancer.BaseLoadBalancer#chooseServer


    chooseServer.png
    image.png
    4、incrementAndGetModulo
    com.netflix.loadbalancer.AbstractServerPredicate#incrementAndGetModulo
    incrementAndGetModulo.png
    默认情况下是使用轮询规则获取一个。通过nextIndex值获取,并对下一次nextIndex属性值进行CAS赋值操作,然后下次通过List<Server>集合的下标current得到,并再次赋值。
    接下来便是封装RibbonServer对象,执行http请求

    IRule实现类

    IRule是Ribbon负载均衡的接口,默认实现
    1、RoundRobinRule 轮训
    2、RandomRule 随机
    3、AvailabilityFilteringRule
    会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务,还有并发的连接数量超过阈值的服务,然后对剩余的服务列表按照轮询策略进行选取
    4、WeightedResponseTimeRule
    根据平均响应时间计算所有服务的权重,响应时间越快的服务权重越大,刚启动时,如果统计信息不足,则使用RoundRobinRule 策略,等统计信息足够厚,会切换到WeightedResponseTimeRule
    5、RetryRule
    先按照RoundRobinRule 策略获取服务,如果获取服务失败则在指定的时间内重试,再获取不到则会放弃
    6、BestAvailableRule
    会先过滤掉由于多次访问故障而处于断路器跳闸状态的服务,然后选择一个并发量最小的服务
    7、ZoneAvoidanceRule
    默认规则,判断Server所在的区域的性能和可用选择服务器

    总结:

    实现原理:通过RestTemplate类的调用,然后在当前Eureka客户端拉取符合调用服务的服务IP和端口的服务集合,然后通过IRule规则实现的算法调用服务最后通过Http请求调用服务过程。

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