Ribbon 源码分析【Ribbon 负载均衡】

本文主要是介绍Ribbon 源码分析【Ribbon 负载均衡】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

在 Spring Cloud 2020 版本以后，移除了对 Netflix 的依赖，也就移除了负载均衡器 Ribbon，Spring Cloud 官方推荐使用 Loadbalancer 替换 Ribbon，而在 LoadBalancer 之前 Spring Cloud 一直使用的是 Ribbon 来做负载[均衡器的，而且 Ribbon 的负载均衡策略也比 Loadbalancer 更为丰富，本篇分享一些关于 Ribbon 相关的源码。

Ribbon 的自动配置

老规矩我们在分析 Ribbon 的源码之前还是去看一下 spring-cloud-netflix-ribbon 的 META-INF 包下的 spring.factories 文件中的内容，内容如下：

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\
org.springframework.cloud.netflix.ribbon.RibbonAutoConfiguration

Ribbon 的 META-INF 包下的 spring.factories 文件中的内容非常简单，只有一个 RibbonAutoConfiguration 类，我们来看下这个类都有什么逻辑。

RibbonAutoConfiguration 类源码分析

RibbonAutoConfiguration 是 Ribbon 的全局配置，主要是加载 Ribbon 客户端工厂、负载均衡客户端、配置类工厂、重试机制工厂等，RibbonAutoConfiguration 类在启动的时候就会被加载，。

//标记为配置类
@Configuration
//注入的条件
@Conditional({RibbonAutoConfiguration.RibbonClassesConditions.class})
//为所有 RibbonClients 提供默认客户端配置
@RibbonClients
//加载配置类后加载 EurekaClientAutoConfiguration
@AutoConfigureAfter(name = {"org.springframework.cloud.netflix.eureka.EurekaClientAutoConfiguration"}
)
//加载配置类之前加载 LoadBalancerAutoConfiguration
@AutoConfigureBefore({LoadBalancerAutoConfiguration.class, AsyncLoadBalancerAutoConfiguration.class})
//使用 RibbonEagerLoadProperties ServerIntrospectorProperties
@EnableConfigurationProperties({RibbonEagerLoadProperties.class, ServerIntrospectorProperties.class})
public class RibbonAutoConfiguration {//注入 configurations@Autowired(required = false)private List<RibbonClientSpecification> configurations = new ArrayList();//Ribbon 的饥饿加载模式配置类 Ribbon 在进行客户端负载均衡的时候并不是在服务启动时候就初始化好的 而是在调用的时候才会去创建相应的 client 开启饥饿模式可以提前加载 client@Autowiredprivate RibbonEagerLoadProperties ribbonEagerLoadProperties;public RibbonAutoConfiguration() {}@Beanpublic HasFeatures ribbonFeature() {return HasFeatures.namedFeature("Ribbon", Ribbon.class);}//创建 Ribbon 客户端负载均衡器的工厂@Beanpublic SpringClientFactory springClientFactory() {SpringClientFactory factory = new SpringClientFactory();factory.setConfigurations(this.configurations);return factory;}//Ribbon 负载均衡器客户端 可以查询所有服务实例@Bean@ConditionalOnMissingBean({LoadBalancerClient.class})public LoadBalancerClient loadBalancerClient() {return new RibbonLoadBalancerClient(this.springClientFactory());}//Ribbon 重试工厂@Bean@ConditionalOnClass(name = {"org.springframework.retry.support.RetryTemplate"})@ConditionalOnMissingBeanpublic LoadBalancedRetryFactory loadBalancedRetryPolicyFactory(final SpringClientFactory clientFactory) {return new RibbonLoadBalancedRetryFactory(clientFactory);}//获取配置的@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic PropertiesFactory propertiesFactory() {return new PropertiesFactory();}//如果配置了饥饿加载 就初始化 RibbonApplicationContextInitializer@Bean@ConditionalOnProperty({"ribbon.eager-load.enabled"})public RibbonApplicationContextInitializer ribbonApplicationContextInitializer() {return new RibbonApplicationContextInitializer(this.springClientFactory(), this.ribbonEagerLoadProperties.getClients());}static class RibbonClassesConditions extends AllNestedConditions {RibbonClassesConditions() {super(ConfigurationPhase.PARSE_CONFIGURATION);}@ConditionalOnClass({Ribbon.class})static class RibbonPresent {RibbonPresent() {}}@ConditionalOnClass({AsyncRestTemplate.class})static class AsyncRestTemplatePresent {AsyncRestTemplatePresent() {}}@ConditionalOnClass({RestTemplate.class})static class RestTemplatePresent {RestTemplatePresent() {}}@ConditionalOnClass({IClient.class})static class IClientPresent {IClientPresent() {}}}private static class OnRibbonRestClientCondition extends AnyNestedCondition {OnRibbonRestClientCondition() {super(ConfigurationPhase.REGISTER_BEAN);}@ConditionalOnProperty({"ribbon.restclient.enabled"})static class RibbonProperty {RibbonProperty() {}}/** @deprecated */@Deprecated@ConditionalOnProperty({"ribbon.http.client.enabled"})static class ZuulProperty {ZuulProperty() {}}}@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Documented@Conditional({RibbonAutoConfiguration.OnRibbonRestClientCondition.class})@interface ConditionalOnRibbonRestClient {}@Configuration(proxyBeanMethods = false)@ConditionalOnClass({HttpRequest.class})@RibbonAutoConfiguration.ConditionalOnRibbonRestClientprotected static class RibbonClientHttpRequestFactoryConfiguration {@Autowiredprivate SpringClientFactory springClientFactory;protected RibbonClientHttpRequestFactoryConfiguration() {}@Beanpublic RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(final RibbonClientHttpRequestFactory ribbonClientHttpRequestFactory) {return (restTemplate) -> {restTemplate.setRequestFactory(ribbonClientHttpRequestFactory);};}@Beanpublic RibbonClientHttpRequestFactory ribbonClientHttpRequestFactory() {return new RibbonClientHttpRequestFactory(this.springClientFactory);}}
}

RibbonClientConfiguration 类源码分析

RibbonClientConfiguration 类在加载机制是在第一次执行 Feign 请求时候才会被加载，RibbonClientConfiguration 加载时候会注入 Ribbon 客户端配置类、负载均衡算法、服务列表、负载均衡器、服务列表过滤器、负载均衡器上下文、重试处理器、服务拦截器、预处理器等。

@Configuration(proxyBeanMethods = false
)
@EnableConfigurationProperties
@Import({HttpClientConfiguration.class, OkHttpRibbonConfiguration.class, RestClientRibbonConfiguration.class, HttpClientRibbonConfiguration.class})
public class RibbonClientConfiguration {//默认连接超时时间  1 秒public static final int DEFAULT_CONNECT_TIMEOUT = 1000;//默认读取超时时间  1 秒public static final int DEFAULT_READ_TIMEOUT = 1000;//默认的 GZIP 负载public static final boolean DEFAULT_GZIP_PAYLOAD = true;//Ribbon 客户端名称@RibbonClientNameprivate String name = "client";//Ribbon 配置工厂@Autowiredprivate PropertiesFactory propertiesFactory;public RibbonClientConfiguration() {}//Ribbon 客户端配置@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic IClientConfig ribbonClientConfig() {//默认的配置类DefaultClientConfigImpl config = new DefaultClientConfigImpl();//加载配置config.loadProperties(this.name);//设置超时时间config.set(CommonClientConfigKey.ConnectTimeout, 1000);//设置读取超时时间config.set(CommonClientConfigKey.ReadTimeout, 1000);//Gzip 负载config.set(CommonClientConfigKey.GZipPayload, true);return config;}//负载均衡算法@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic IRule ribbonRule(IClientConfig config) {if (this.propertiesFactory.isSet(IRule.class, this.name)) {return (IRule)this.propertiesFactory.get(IRule.class, config, this.name);} else {//默认负载均衡算法(先过滤再轮训的负载均衡算法)ZoneAvoidanceRule rule = new ZoneAvoidanceRule();rule.initWithNiwsConfig(config);return rule;}}//检测服务健康状态@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic IPing ribbonPing(IClientConfig config) {return (IPing)(this.propertiesFactory.isSet(IPing.class, this.name) ? (IPing)this.propertiesFactory.get(IPing.class, config, this.name) : new DummyPing());}//服务列表@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic ServerList<Server> ribbonServerList(IClientConfig config) {if (this.propertiesFactory.isSet(ServerList.class, this.name)) {return (ServerList)this.propertiesFactory.get(ServerList.class, config, this.name);} else {ConfigurationBasedServerList serverList = new ConfigurationBasedServerList();serverList.initWithNiwsConfig(config);return serverList;}}//服务更新列表@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic ServerListUpdater ribbonServerListUpdater(IClientConfig config) {return new PollingServerListUpdater(config);}//负载均衡器 @Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic ILoadBalancer ribbonLoadBalancer(IClientConfig config, ServerList<Server> serverList, ServerListFilter<Server> serverListFilter, IRule rule, IPing ping, ServerListUpdater serverListUpdater) {return (ILoadBalancer)(this.propertiesFactory.isSet(ILoadBalancer.class, this.name) ? (ILoadBalancer)this.propertiesFactory.get(ILoadBalancer.class, config, this.name) : new ZoneAwareLoadBalancer(config, rule, ping, serverList, serverListFilter, serverListUpdater));}//Ribbon 服务列表过滤器@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic ServerListFilter<Server> ribbonServerListFilter(IClientConfig config) {if (this.propertiesFactory.isSet(ServerListFilter.class, this.name)) {return (ServerListFilter)this.propertiesFactory.get(ServerListFilter.class, config, this.name);} else {ZonePreferenceServerListFilter filter = new ZonePreferenceServerListFilter();filter.initWithNiwsConfig(config);return filter;}}//Ribbon 负载均衡器上下文@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic RibbonLoadBalancerContext ribbonLoadBalancerContext(ILoadBalancer loadBalancer, IClientConfig config, RetryHandler retryHandler) {return new RibbonLoadBalancerContext(loadBalancer, config, retryHandler);}//重试处理器@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic RetryHandler retryHandler(IClientConfig config) {return new DefaultLoadBalancerRetryHandler(config);}//服务拦截器@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic ServerIntrospector serverIntrospector() {return new DefaultServerIntrospector();}//预处理器@PostConstructpublic void preprocess() {RibbonUtils.setRibbonProperty(this.name, CommonClientConfigKey.DeploymentContextBasedVipAddresses.key(), this.name);}static class OverrideRestClient extends RestClient {private IClientConfig config;private ServerIntrospector serverIntrospector;protected OverrideRestClient(IClientConfig config, ServerIntrospector serverIntrospector) {this.config = config;this.serverIntrospector = serverIntrospector;this.initWithNiwsConfig(this.config);}public URI reconstructURIWithServer(Server server, URI original) {URI uri = RibbonUtils.updateToSecureConnectionIfNeeded(original, this.config, this.serverIntrospector, server);return super.reconstructURIWithServer(server, uri);}protected Client apacheHttpClientSpecificInitialization() {ApacheHttpClient4 apache = (ApacheHttpClient4)super.apacheHttpClientSpecificInitialization();apache.getClientHandler().getHttpClient().getParams().setParameter("http.protocol.cookie-policy", "ignoreCookies");return apache;}}
}

Ribbion 负载均衡算法分析

Ribbon 作为一个负载均衡器，其具备丰富的负载均衡策略，这也是其相比 Spring Cloud LoadBalancer 的优势，LoadBalancer 只提供了随机和轮训两种负载均衡算法，下面我们来分析一下 Ribbon 复杂均衡算法，IRule 是 Ribbon 负载均衡算法的接口。

IRule 接口源码分析

IRule 是 Ribbon 负载均衡算法的接口，接口定义了三个方法，如下：

• choose(Object var1)：根据指定的算法中从服务列表中选取一个要访问的可用服务。
• setLoadBalancer(ILoadBalancer var1)：设置负载均衡器。
• getLoadBalancer()：获取负载均衡器。

package com.netflix.loadbalancer;public interface IRule {//根据指定的算法中从服务列表中选取一个要访问的可用服务Server choose(Object var1);//设置负载均衡器void setLoadBalancer(ILoadBalancer var1);//获取负载均衡器ILoadBalancer getLoadBalancer();
}

IRule 的实现类如下：

• RandomRule：随机算法，统计服务个数，使用服务个数，生成一个随机数下标，通过生成的随机数，返回一个可用的服务。
• RoundRobinRule：轮训算法，依次执行。
• WeightedResponseTimeRule：响应时间权重轮询算法，继承自RoundRobinRule，是对轮询算法进行的扩展，加入了权重计算。
• RetryRule：重试算法，实际调用的也是轮询算法，只是在没有获取到服务时，会进行循环重试操作，超过设置的时间限制，则会退出，默认为 500ms。
• BestAvailableRule：最小并发算法，会遍历所有的服务提供者，选择并发量最小的那个服务。
• AvailabilityFilteringRule：可用性断言过滤器算法。
• ZoneAvoidanceRule ：先过滤后轮训的算法，也是默认的负载均衡算法。

RandomRule 随机算法源码分析

RandomRule#choose 是 Ribbom 负载均衡随机算法的实现，主要逻辑如下：

• ILoadBalancer 为空判断，如果 ILoadBalancer 为空，则直接返回服务为 null。
• ILoadBalancer 不为空，且 Server 也不为空，则直接返回 Server 。
• ILoadBalancer 不为空，且 Server 为空，获取所有服务列表，使用服务列表数量获取一个随机数，使用这个随机数在可用服务列表中获取服务。
• 如果上一步获取的服务为空，则当前线程让出 CPU 资源，再次重新循环获取，出现这种情况可能是服务出现瞬时状态，如果获取的服务不为空，则判断服务是否还存活着，服务存活，直接返回服务，负责则会让出 CPU 资源，再次重新循环获取服务。

//com.netflix.loadbalancer.RandomRule#choose(com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer, java.lang.Object)
public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {//负载均衡器为空判断if (lb == null) {//负载均衡器为空 则直接返回空return null;} else {//服务Server server = null;//开启while 循环while(server == null) {//判断当前线程是否被中断if (Thread.interrupted()) {//如果当前线程被中断  直接返回 nullreturn null;}//获取所有可以访问的服务实例列表List<Server> upList = lb.getReachableServers();//获取所有的服务实例列表List<Server> allList = lb.getAllServers();int serverCount = allList.size();//判断所有服务列表的个数是否为0if (serverCount == 0) {//所有服务列表的个数为 0 返回 nullreturn null;}//使用所有服务列表来获取一个随机数int index = this.chooseRandomInt(serverCount);//在可用服务列表中 获取随机数下标的服务server = (Server)upList.get(index);//判断服务服务是否为 nulif (server == null) {//如果服务为空 则当前线程让出 CPU 资源 再次重新循环获取 出现这种情况可能是服务出现瞬时状态Thread.yield();} else {//判断服务是否还存活着if (server.isAlive()) {//服务存活 直接返回服务return server;}//有服务 服务又没有存活 则会让出 CPU 资源 再继续循环获取server = null;Thread.yield();}}//server 不为空 直接返回return server;}
}

RoundRobinRule 轮训算法源码分析

RoundRobinRule#choose 方法是 Ribbon 负载均衡轮训算法的实现，具体逻辑如下：

• ILoadBalancer 为空判断，如果 ILoadBalancer 为空，则直接返回服务为 null。
• ILoadBalancer 不为空，执行 while 循环获取 Server。
• 判断 Server 是否为空且 count++ 是否小于10，满足条件，则判断所有服务数量和所有可用服务数量是否都不等于0，如果都不等于0，则使用轮训算法获取服务，对服务为空及可用性判断后返回，否则直接返回 null。
• 轮训算法的核心就是 next = (current + 1) % modulo;，也就是当前服务的请求总数+1，然后和服务总数取模，得到下标，也就是需要返回的服务对象。

//com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule#choose(com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer, java.lang.Object)
public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {//判断负载均衡器if (lb == null) {log.warn("no load balancer");//负载均衡器为空 返回 nullreturn null;} else {//负载均衡器不为空Server server = null;//计数int count = 0;//while 循环while(true) {//服务是否为空 count++是否小于10if (server == null && count++ < 10) {//满足条件 获取所有的可用服务列表List<Server> reachableServers = lb.getReachableServers();//获取所有的服务列表List<Server> allServers = lb.getAllServers();//可用服务列表数量int upCount = reachableServers.size();//所有服务列表数量int serverCount = allServers.size();//可用服务列表和所有服务列表是否都不等于0if (upCount != 0 && serverCount != 0) {//获取服务索引 每次都会 ++int nextServerIndex = this.incrementAndGetModulo(serverCount);//从所用服务列表中根据索引获取服务server = (Server)allServers.get(nextServerIndex);//服务为空判断if (server == null) {//服务为空  然后 cpu 资源 等待下一次循环Thread.yield();} else {//服务不为空 进行服务存活判断 和服务是否准备就绪if (server.isAlive() && server.isReadyToServe()) {//满足条件 返回服务return server;}//否则给服务复制为  nullserver = null;}//跳出循环continue;}log.warn("No up servers available from load balancer: " + lb);return null;}//跳出while 循环的条件if (count >= 10) {log.warn("No available alive servers after 10 tries from load balancer: " + lb);}return server;}}
}//com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule#incrementAndGetModulo
private int incrementAndGetModulo(int modulo) {//当前Server请求总数int current;//下一席int next;do {current = this.nextServerCyclicCounter.get();//modulo 服务总数next = (current + 1) % modulo;} while(!this.nextServerCyclicCounter.compareAndSet(current, next));return next;
}

WeightedResponseTimeRule 类源码分析

WeightedResponseTimeRule 是 Ribbon 负载均衡响应时间权重的实现，该类继承了 RoundRobinRule，对轮询算法进行了扩展，加入了权重计算，可以为每个服务分配动态权重，然后然后加权循环，权重高的则会优先执行，我们先来看看该来的构造方法。

//com.netflix.loadbalancer.ResponseTimeWeightedRule#ResponseTimeWeightedRule()
public ResponseTimeWeightedRule() {
}//com.netflix.loadbalancer.ResponseTimeWeightedRule#ResponseTimeWeightedRule()
public ResponseTimeWeightedRule(ILoadBalancer lb) {//调用了父类的构造方法 也就是 RoundRobinRule#RoundRobinRulesuper(lb);
}

WeightedResponseTimeRule 提供了一个无参构造方法和一个有参构造方法，负载均衡需要使用 ILoadBalancer，无参构造方法我们就不深究了，我们重点看一下有参构造方法，有参构造方法中调用了 super(lb)，也就是调用了父类 RoundRobinRule 的构造方法，我们来看一下 RoundRobinRule 的构造方法。

//com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule#RoundRobinRule(com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer)
public RoundRobinRule(ILoadBalancer lb) {this();//调用了  WeightedResponseTimeRule#setLoadBalancer 方法this.setLoadBalancer(lb);
}

RoundRobinRule#RoundRobinRule 方法中又调用了 this.setLoadBalancer(lb) 方法，也就是调用了 WeightedResponseTimeRule#setLoadBalancer 方法，我们接着往下看。

//com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule#setLoadBalancer
public void setLoadBalancer(ILoadBalancer lb) {//还是先调用了父类的 setLoadBalancer 方法 com.netflix.loadbalancer.AbstractLoadBalancerRule#setLoadBalancersuper.setLoadBalancer(lb);//判断 负载均衡器的类型 是否是 BaseLoadBalancerif (lb instanceof BaseLoadBalancer) {//是 获取负载均衡器的 namethis.name = ((BaseLoadBalancer)lb).getName();}//调用 ResponseTimeWeightedRule#initialize 方法this.initialize(lb);
}

WeightedResponseTimeRule#setLoadBalancer 方法中先调用了 父类的 AbstractLoadBalancerRule#setLoadBalancer 方法（RoundRobinRule 类继承了 AbstractLoadBalancerRule），接着判断了 ILoadBalancer 的类型，最后调用了 ResponseTimeWeightedRule#initialize 方法，我们接着看。

ResponseTimeWeightedRule#initialize 方法源码分析

ResponseTimeWeightedRule#initialize 方法首先会判断服务权重计时器是否为空，不为空则清除服务权重计时器，然后创建服务权重计时器，并立刻开启定时任务执行权重计算（默认每30秒执行一次），开启任务后也会先执行一次权重计算，最后会在 JVM 关闭时候把权重计算清除。

//com.netflix.loadbalancer.ResponseTimeWeightedRule#initialize
void initialize(ILoadBalancer lb) {//判断服务权重计时器是否为空if (this.serverWeightTimer != null) {//服务权重计数器不为空 则清除服务权重计时器this.serverWeightTimer.cancel();}//创建服务权重计时器this.serverWeightTimer = new Timer("NFLoadBalancer-serverWeightTimer-" + this.name, true);//执行定时任务 0秒后执行任务 定时执行  间隔时间默认30秒 private int serverWeightTaskTimerInterval = 30000;this.serverWeightTimer.schedule(new ResponseTimeWeightedRule.DynamicServerWeightTask(), 0L, (long)this.serverWeightTaskTimerInterval);//创建服务权重ResponseTimeWeightedRule.ServerWeight sw = new ResponseTimeWeightedRule.ServerWeight();//计算权重sw.maintainWeights();//jvm关闭时 通知定时任务 权重清空Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(new Runnable() {public void run() {ResponseTimeWeightedRule.logger.info("Stopping NFLoadBalancer-serverWeightTimer-{}", ResponseTimeWeightedRule.this.name);ResponseTimeWeightedRule.this.serverWeightTimer.cancel();}}));
}

DynamicServerWeightTask 源码分析

DynamicServerWeightTask 是执行服务权重分配的任务类，该类的主要逻辑在于调用了 ServerWeight#maintainWeights 方法，我们重点关注该方法即可。

class DynamicServerWeightTask extends TimerTask {DynamicServerWeightTask() {}//定时任务的 run 方法public void run() {//创建一个服务权重ResponseTimeWeightedRule.ServerWeight serverWeight = ResponseTimeWeightedRule.this.new ServerWeight();try {//调用权重计算方法  ServerWeight#maintainWeightsserverWeight.maintainWeights();} catch (Exception var3) {ResponseTimeWeightedRule.logger.error("Error running DynamicServerWeightTask for {}", ResponseTimeWeightedRule.this.name, var3);}}
}

ServerWeight#maintainWeights 方法源码分析

ServerWeight#maintainWeights 方法主要是用来维持服务权重的，主要逻辑如下：

• 获取负载均衡器，负载均衡器为空判断，如果负载均衡器为空，不予处理。
• 使用 CAS 设置当前服务是否正在进行权重分配中，设置成功继续执行业务逻辑，否则不予处理。
• 对负载均衡器统计数据为空判断，不为空继续执行业务逻辑，为空则不予处理。
• 循环遍历所有服务，得到总响应时间，总响应时间等于每个服务的平均响应时间求和。
• 循环服务列表，设置服务的权重，服务权重=总响应时间-服务的平均响应时间，这样服务的响应时间越长，其服务权重则越低。

public void maintainWeights() {//获取负载均衡器ILoadBalancer lb = ResponseTimeWeightedRule.this.getLoadBalancer();//负载均衡器为空判断if (lb != null) {//负载均衡器不为空//使用 CAS 设置当前服务正在进行权重分配中if (ResponseTimeWeightedRule.this.serverWeightAssignmentInProgress.compareAndSet(false, true)) {try {ResponseTimeWeightedRule.logger.info("Weight adjusting job started");//强转之后获取负载均衡器的统计数据AbstractLoadBalancer nlb = (AbstractLoadBalancer)lb;LoadBalancerStats stats = nlb.getLoadBalancerStats();//负载均衡器的统计数据为空判断if (stats != null) {//不为空 初始化响应时间double totalResponseTime = 0.0D;//服务统计数据ServerStats ss;//迭代遍历所有服务  总响应时间 totalResponseTime 等于每个服务的平均响应时间求和 totalResponseTime += ss.getResponseTimeAvg()for(Iterator var6 = nlb.getAllServers().iterator(); var6.hasNext(); totalResponseTime += ss.getResponseTimeAvg()) {//得到服务Server server = (Server)var6.next();//获取单个服务统计信息ss = stats.getSingleServerStat(server);}//当前权重Double weightSoFar = 0.0D;//权重列表List<Double> finalWeights = new ArrayList();//获取所有服务Iterator var20 = nlb.getAllServers().iterator();//迭代遍历所有服务while(var20.hasNext()) {//获取服务Server serverx = (Server)var20.next();//获取服务的统计信息ServerStats ssx = stats.getSingleServerStat(serverx);//服务权重=总响应时间-服务的平均响应时间 这样服务的响应时间越长 其服务权重则越低double weight = totalResponseTime - ssx.getResponseTimeAvg();weightSoFar = weightSoFar + weight;//设置权重finalWeights.add(weightSoFar);}//设置权重列表ResponseTimeWeightedRule.this.setWeights(finalWeights);return;}} catch (Exception var16) {ResponseTimeWeightedRule.logger.error("Error calculating server weights", var16);return;} finally {ResponseTimeWeightedRule.this.serverWeightAssignmentInProgress.set(false);}}}
}

WeightedResponseTimeRule#choose 方法源码分析

WeightedResponseTimeRule#choose 方法是响应时间权重轮训负载均衡规则的实现，具体逻辑如下：

• ILoadBalancer 为空判断，如果 ILoadBalancer 为空，则直接返回服务为 null。
• ILoadBalancer 不为空，执行 while 循环获取 Server。
• 判断当前线程是否被中断，如果被中断，则直接返回 null。
• 获取所有的服务列表，如果服务为空，则直接返回 null。
• 找出最大的权重。
• 判断是否有进行权重初始化，如果没有进行权重初始化，则调用父类 RoundRobinRule 的随机算法得到 server，如果进行了权重初始化，则使用最大权重生成一个大于或等于 0.0 且小于 1.0 的随机浮点数，也就是权重，然后遍历权重列表，从权重列表中找到大于计算出来的权重的索引，根据得到的索引去服务列表中获取服务。

WeightedResponseTimeRule 响应时间权重轮训规则的实现方式就是使用定时任务去计算权重，定时任务中会判断服务的平均响应时间，平均响应时间越大，权重越小，在进行负载均衡时，会使用权重成一个随机数，然后循环服务列表，找到权重大于这个随机数服务。

//com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule#choose
public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {//负载均衡器为空判断if (lb == null) {//负载均衡器为空 直接返回 nullreturn null;} else {//定义 ServeriServer server = null;//while 循环while(server == null) {//获取服务权重集合List<Double> currentWeights = this.accumulatedWeights;//当前线程是否被中断if (Thread.interrupted()) {//当前线程被中断 直接返回 nullreturn null;}//获取所有服务列表List<Server> allList = lb.getAllServers();//服务列表的 size 也就是服务的个数int serverCount = allList.size();//服务个数为0 判断if (serverCount == 0) {//服务个数为0 直接返回 nullreturn null;}//服务索引int serverIndex = 0;//找出最大的权重double maxTotalWeight = currentWeights.size() == 0 ? 0.0D : (Double)currentWeights.get(currentWeights.size() - 1);//最大权重小于 0.001 且 服务数等于权重数 if (!(maxTotalWeight < 0.001D) && serverCount == currentWeights.size()) {//最大权重小于 0.001 且 服务数等于权重数 取非 表示采用权重轮训算法//返回一个大于或等于 0.0 且小于 1.0 的随机浮点数 也就是权重double randomWeight = this.random.nextDouble() * maxTotalWeight;int n = 0;//迭代遍历权重列表for(Iterator var13 = currentWeights.iterator(); var13.hasNext(); ++n) {Double d = (Double)var13.next();//权重列表中的权重大于计算出来的权重 也就找到了 server 索引下标if (d >= randomWeight) {serverIndex = n;break;}}//根据索引去服务列表中获取服务server = (Server)allList.get(serverIndex);} else {//表示没有初始化权重  使用父类 RoundRobinRule 的随机算法 得到serverserver = super.choose(this.getLoadBalancer(), key);//server 为空判断if (server == null) {//不为空直接返回serverreturn server;}}//server 为空判断if (server == null) {//server 为空 线程休眠Thread.yield();} else {//服务是否是活跃的if (server.isAlive()) {//是返回 server return server;}//否则给server 赋值为 nullserver = null;}}//server 不为空 直接返回serverreturn server;}
}

RetryRule#choose 方法源码分析

RetryRule#choose 方法是重试负载均衡规则的实现，具体逻辑如下：

• 获取当前请求时间，计算出限制时间（允许请求的最大时间）。
• 使用轮训负载负载均衡规则获取一个服务。
• 如果获取到的服务不为空 || 服务不是活跃的 && 当前时间小于限制时间，则创建一个中断线程的任务，中断时间为 deadline - System.currentTimeMillis()。
• 开启 while 循环使用轮训的负载均衡规则获取服务，如果服务不为空是活跃的或者当前时间大于限制时间，则结束循环，返回 Server。

可以看出 RetryRule 实际调用的是轮询算法，在没有获取到服务时，会进行循环重试操作，超过设置的时间限制（默认为500 毫秒），则会退出。

//com.netflix.loadbalancer.RetryRule#choose(com.netflix.loadbalancer.ILoadBalancer, java.lang.Object)
public Server choose(ILoadBalancer lb, Object key) {//获取当前请求时间long requestTime = System.currentTimeMillis();//限制时间（允许请求的最大时间）=当前时间+500毫秒  long maxRetryMillis = 500L;long deadline = requestTime + this.maxRetryMillis;//应答的 serverServer answer = null;//IRule subRule = new RoundRobinRule();//使用轮询算法获取一个服务answer = this.subRule.choose(key);if ((answer == null || !answer.isAlive()) && System.currentTimeMillis() < deadline) {//服务不为空//服务不是活跃的//当前时间小于限制时间//创建一个中断线程的任务  deadline - System.currentTimeMillis() 后打断线程InterruptTask task = new InterruptTask(deadline - System.currentTimeMillis());//开启 while 循环 只要当前线程没有被中断 就一直循环执行while(!Thread.interrupted()) {//使用轮询算法获取一个服务answer = this.subRule.choose(key);if (answer != null && answer.isAlive() || System.currentTimeMillis() >= deadline) {//服务不为空 && 服务是活跃的 || 当前时间已经大于限制时间 则退出 while 循环break;}//线程让出 cpu 资源Thread.yield();}//while 循环结束 清除任务task.cancel();}//返回服务return answer != null && answer.isAlive() ? answer : null;
}

BestAvailableRule#choose 方法源码分析

BestAvailableRule 继承了ClientConfigEnabledRoundRobinRule，主要逻辑如下：

• 判断负载均衡器统计信息是否为空，如果为空则调用父类的负载均衡算法，也就是轮询算法规则（ClientConfigEnabledRoundRobinRule#choose）。
• 负载均衡器统计信息不为空，获取所有服务，判断当前时间服务断路器是否打开，短路打开不做处理，断路器如果没有打开，则判断并发连接数是否小于最小并发连接数，小于则完成赋值，返回 Server。
• 会遍历所有的服务提供者，选择并发量最小的那个服务，这个算法，可以将请求转发到压力最小的服务器，但是如果副本数太多，每次都要循环计算出最小并发，还是比较好资源的。
• 最后会再次对 Server 为空进行判断，如果 Server 为空则调用父类的负载均衡算法，也就是轮询算法规则（ClientConfigEnabledRoundRobinRule#choose）。

//com.netflix.loadbalancer.BestAvailableRule#choose
public Server choose(Object key) {//负载均衡器统计信息为空判断if (this.loadBalancerStats == null) {//如果统计信息为空 调用父类的负载均衡规则 也就是轮询算法规则 ClientConfigEnabledRoundRobinRule#choosereturn super.choose(key);} else {//不为空 获取所有的 serverList<Server> serverList = this.getLoadBalancer().getAllServers();//最小并发连接数int minimalConcurrentConnections = 2147483647;//当前时间long currentTime = System.currentTimeMillis();Server chosen = null;//迭代遍历 服务列表Iterator var7 = serverList.iterator();while(var7.hasNext()) {Server server = (Server)var7.next();//获取服务统计信息ServerStats serverStats = this.loadBalancerStats.getSingleServerStat(server);//服务断路器是否打开if (!serverStats.isCircuitBreakerTripped(currentTime)) {//服务断路器没有打开//获取并发连接数int concurrentConnections = serverStats.getActiveRequestsCount(currentTime);//判断并发连接数是否小于最小并发连接数if (concurrentConnections < minimalConcurrentConnections) {//小于 则把当前并发连接数赋值给 最小并发连接数minimalConcurrentConnections = concurrentConnections;//赋值 serverchosen = server;}}}//server 为 null 判断if (chosen == null) {//调用父类的负载均衡算法 其实就是轮询的算法  ClientConfigEnabledRoundRobinRule#choosereturn super.choose(key);} else {return chosen;}}
}//com.netflix.loadbalancer.ClientConfigEnabledRoundRobinRule#choose
public Server choose(Object key) {//轮训规则为空判断if (this.roundRobinRule != null) {//轮训规则不为空 执行轮训规则算法return this.roundRobinRule.choose(key);} else {throw new IllegalArgumentException("This class has not been initialized with the RoundRobinRule class");}
}

AvailabilityFilteringRule#choose 方法源码分析

可用性过滤规则 AvailabilityFilteringRule 继承自 PredicateBasedRule，它和其他规则不一样，它将服务委托给 AbstractServerPredicate 过滤掉一些连接失败且高并发的 Server。

//com.netflix.loadbalancer.AvailabilityFilteringRule#choose
public Server choose(Object key) {int count = 0;//RoundRobinRule roundRobinRule = new RoundRobinRule();//循环使用轮训算法获取服务  最大循环10次for(Server server = this.roundRobinRule.choose(key); count++ <= 10; server = this.roundRobinRule.choose(key)) {//断言规则判断 sever 是否符合规则 符合规则返回 不符合规则重新选择if (this.predicate.apply(new PredicateKey(server))) {return server;}}//如果循环了10次还没有找到 server 就调用父类的方法 PredicateBasedRule#choosereturn super.choose(key);
}//com.netflix.loadbalancer.PredicateBasedRule#choose
public Server choose(Object key) {//获取负载均衡器ILoadBalancer lb = this.getLoadBalancer();//从断言中循环过滤后返回 serverOptional<Server> server = this.getPredicate().chooseRoundRobinAfterFiltering(lb.getAllServers(), key);//返回 serverreturn server.isPresent() ? (Server)server.get() : null;
}

ZoneAvoidanceRule 源码分析

ZoneAvoidanceRule 继承了 PredicateBasedRule 类，ZoneAvoidanceRule 的构造方法中传入了 ZoneAvoidancePredicate 和 AvailabilityPredicate，ZoneAvoidancePredicate 判断一个 Zone 的运行性能是否可用，剔除不可用的 Zone Server，AvailabilityPredicate 用于过滤掉连接数过多的 Server，该规则会先过滤，然后使用轮询算法，选出可用的服务，Ribbon 默认使用的也是这个负载均衡策略。

//com.netflix.loadbalancer.ZoneAvoidanceRule#ZoneAvoidanceRule
public ZoneAvoidanceRule() {//区域断言ZoneAvoidancePredicate zonePredicate = new ZoneAvoidancePredicate(this);//可用性断言AvailabilityPredicate availabilityPredicate = new AvailabilityPredicate(this);this.compositePredicate = this.createCompositePredicate(zonePredicate, availabilityPredicate);
}//com.netflix.loadbalancer.PredicateBasedRule#choose
public Server choose(Object key) {//获取负载均衡器ILoadBalancer lb = this.getLoadBalancer();//从断言中循环过滤后返回 serverOptional<Server> server = this.getPredicate().chooseRoundRobinAfterFiltering(lb.getAllServers(), key);//返回 serverreturn server.isPresent() ? (Server)server.get() : null;
}

如有不正确的地方请各位指出纠正。

这篇关于Ribbon 源码分析【Ribbon 负载均衡】的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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