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【SpringCloud系列】開發(fā)環(huán)境下重寫Loadbalancer實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡

2年前作者：紅藕香殘玉簟秋分類：Toy博客閱讀(16)違法舉報

這篇具有很好參考價值的文章主要介紹了【SpringCloud系列】開發(fā)環(huán)境下重寫Loadbalancer實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡。希望對大家有所幫助。如果存在錯誤或未考慮完全的地方，請大家不吝賜教，您也可以點(diǎn)擊"舉報違法"按鈕提交疑問。

前言

? ? ? ? spring-cloud-starter-netflix-ribbon已經(jīng)不再更新了，最新版本是2.2.10.RELEASE，最后更新時間是2021年11月18日，詳細(xì)信息可以看maven官方倉庫：https://search.maven.org/artifact/org.springframework.cloud/spring-cloud-starter-netflix-ribbon，SpringCloud官方推薦使用spring-cloud-starter-loadbalancer進(jìn)行負(fù)載均衡。我們在開發(fā)的時候，多人開發(fā)同一個微服務(wù)，都注冊到同一個nacos，前端請求的時候，網(wǎng)關(guān)Gateway默認(rèn)輪訓(xùn)請求注冊中心的服務(wù)，OpenFeign也會輪詢請求注冊中心的服務(wù)，這樣就會導(dǎo)致前端有時會無法請求到我們本地寫的接口，而是請求到別人的服務(wù)中。所以我們可以重寫Loadbalancer默認(rèn)的負(fù)載均衡策略，實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡策略，不管是Gateway還是OpenFeign都只能請求到我們自己本地的服務(wù)。

? ? ? ? 我的版本如下：

????????<spring-boot.version>2.7.3</spring-boot.version>
? ? ? ? <spring-cloud.version>2021.0.4</spring-cloud.version>
? ? ? ? <spring-cloud-alibaba.version>2021.0.4.0</spring-cloud-alibaba.version>

一、添加負(fù)載方式配置

? ? ? ? 1、定義負(fù)載均衡方式的枚舉

public enum LoadBalancerTypeEnum {

    /**
     * 開發(fā)環(huán)境，獲取自己的服務(wù)
     */
    DEV,

    /**
     * 網(wǎng)關(guān)，根據(jù)請求地址獲取對應(yīng)的服務(wù)
     */
    GATEWAY,

    /**
     * 輪循
     */
    ROUND_ROBIN,

    /**
     * 隨機(jī)
     */
    RANDOM;

}

? ? ? ? 2、添加配置類，默認(rèn)使用輪訓(xùn)方式

import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;

/**
 * 負(fù)載均衡配置項
 */
@Data
@ConfigurationProperties(prefix = "spring.cloud.loadbalancer")
public class LoadBalanceProperties {

    private LoadBalancerTypeEnum type = LoadBalancerTypeEnum.ROUND_ROBIN;

}

二、參考默認(rèn)實現(xiàn)自定義

? ? ? ? 默認(rèn)的負(fù)載均衡策略是這個類：

org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RoundRobinLoadBalancer

? ? ? ? 我們參考這個類實現(xiàn)自己的負(fù)載均衡策略即可，RoundRobinLoadBalancer實現(xiàn)了ReactorServiceInstanceLoadBalancer這個接口，實現(xiàn)了choose這個方法，如下圖：

【SpringCloud系列】開發(fā)環(huán)境下重寫Loadbalancer實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡,spring cloud,java,spring

? ? ? ? 在choose方法中調(diào)用了processInstanceResponse方法，processInstanceResponse方法中調(diào)用了getInstanceResponse方法，所以我們我們可以復(fù)制RoundRobinLoadBalancer整個類，只修改getInstanceResponse這個方法里的內(nèi)容就可以實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡策略。

? ? ? ? 在自定義的類中，我們實現(xiàn)了四種負(fù)載均衡策略

? ? ? ? 1、getRoundRobinInstance方法是直接復(fù)制的RoundRobinLoadBalancer類中的實現(xiàn)；

? ? ? ? 2、getRandomInstance方法參考o(jì)rg.springframework.cloud.loadbalancer.core.RandomLoadBalancer類中的實現(xiàn)；

? ? ? ? 3、getDevelopmentInstance方法是返回所有服務(wù)中和當(dāng)前機(jī)器ip一致的服務(wù)，如果沒有，則輪訓(xùn)返回；

? ? ? ? 4、getGatewayDevelopmentInstance方法是返回所有服務(wù)中和網(wǎng)關(guān)請求頭中ip一致的服務(wù)。

import cn.hutool.core.convert.Convert;
import cn.hutool.core.lang.TypeReference;
import com.ruoyi.common.core.utils.StringUtils;
import com.ruoyi.common.core.utils.ip.IpUtils;
import com.ruoyi.common.loadbalance.config.LoadBalancerTypeEnum;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.DefaultRequest;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.DefaultResponse;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.EmptyResponse;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.Request;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.RequestData;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.RequestDataContext;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.Response;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.NoopServiceInstanceListSupplier;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ReactorServiceInstanceLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.SelectedInstanceCallback;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ServiceInstanceListSupplier;
import org.springframework.http.HttpHeaders;
import reactor.core.publisher.Mono;

import java.util.List;
import java.util.Objects;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

/**
 * 自定義 SpringCloud 負(fù)載均衡算法
 * 負(fù)載均衡算法的默認(rèn)實現(xiàn)是 {@link org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RoundRobinLoadBalancer}
 *
 */
@Slf4j
public class CustomSpringCloudLoadBalancer implements ReactorServiceInstanceLoadBalancer {

    private final String serviceId;
    private final AtomicInteger position;
    private final LoadBalancerTypeEnum type;
    private final ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider;

    public CustomSpringCloudLoadBalancer(String serviceId,
                                         LoadBalancerTypeEnum type,
                                         ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider) {
        this(serviceId, new Random().nextInt(1000), type, serviceInstanceListSupplierProvider);
    }

    public CustomSpringCloudLoadBalancer(String serviceId,
                                         int seedPosition,
                                         LoadBalancerTypeEnum type,
                                         ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider) {
        this.serviceId = serviceId;
        this.position = new AtomicInteger(seedPosition);
        this.type = type;
        this.serviceInstanceListSupplierProvider = serviceInstanceListSupplierProvider;
    }

    @Override
    public Mono<Response<ServiceInstance>> choose(Request request) {
        ServiceInstanceListSupplier supplier = serviceInstanceListSupplierProvider.getIfAvailable(NoopServiceInstanceListSupplier::new);
        return supplier.get(request).next().map(serviceInstances -> processInstanceResponse(request, supplier, serviceInstances));
    }

    private Response<ServiceInstance> processInstanceResponse(Request request,
                                                              ServiceInstanceListSupplier supplier,
                                                              List<ServiceInstance> serviceInstances) {
        Response<ServiceInstance> serviceInstanceResponse = getInstanceResponse(request, serviceInstances);
        if (supplier instanceof SelectedInstanceCallback && serviceInstanceResponse.hasServer()) {
            ((SelectedInstanceCallback) supplier).selectedServiceInstance(serviceInstanceResponse.getServer());
        }
        return serviceInstanceResponse;
    }

    private Response<ServiceInstance> getInstanceResponse(Request request, List<ServiceInstance> instances) {
        if (instances.isEmpty()) {
            if (log.isWarnEnabled()) {
                log.warn("No servers available for service: " + serviceId);
            }
            return new EmptyResponse();
        }

        if (Objects.equals(type, LoadBalancerTypeEnum.ROUND_ROBIN)){
            return this.getRoundRobinInstance(instances);
        }else if (Objects.equals(type, LoadBalancerTypeEnum.RANDOM)){
            return this.getRandomInstance(instances);
        }else if (Objects.equals(type, LoadBalancerTypeEnum.DEV)){
            return this.getDevelopmentInstance(instances);
        }else if (Objects.equals(type, LoadBalancerTypeEnum.GATEWAY)){
            return this.getGatewayDevelopmentInstance(request, instances);
        }
        return this.getRoundRobinInstance(instances);
    }

    /**
     * 獲取網(wǎng)關(guān)本機(jī)實例
     *
     * @param instances 實例
     * @return {@link Response }<{@link ServiceInstance }>
     * @author : lwq
     * @date : 2022-12-15 14:22:13
     */
    private Response<ServiceInstance> getGatewayDevelopmentInstance(Request request, List<ServiceInstance> instances) {

        //把request轉(zhuǎn)為默認(rèn)的DefaultRequest，從request中拿到請求的ip信息，再選擇ip一樣的微服務(wù)
        DefaultRequest<RequestDataContext> defaultRequest = Convert.convert(new TypeReference<DefaultRequest<RequestDataContext>>() {}, request);
        RequestDataContext context = defaultRequest.getContext();
        RequestData clientRequest = context.getClientRequest();
        HttpHeaders headers = clientRequest.getHeaders();
        String requestIp = IpUtils.getIpAddressFromHttpHeaders(headers);
        log.debug("客戶端請求gateway的ip:{}", requestIp);

        //先取得和本地ip一樣的服務(wù)，如果沒有則按默認(rèn)來取
        for (ServiceInstance instance : instances) {
            String currentServiceId = instance.getServiceId();
            String host = instance.getHost();
            log.debug("注冊服務(wù)：{}，ip：{}", currentServiceId, host);
            if (StringUtils.isNotEmpty(host) && StringUtils.equals(requestIp, host)) {
                return new DefaultResponse(instance);
            }
        }
        return getRoundRobinInstance(instances);
    }


    /**
     * 獲取本機(jī)實例
     *
     * @param instances 實例
     * @return {@link Response }<{@link ServiceInstance }>
     * @author : lwq
     * @date : 2022-12-15 14:22:13
     */
    private Response<ServiceInstance> getDevelopmentInstance(List<ServiceInstance> instances) {
        //獲取本機(jī)ip
        String hostIp = IpUtils.getHostIp();
        log.debug("本機(jī)Ip:{}", hostIp);

        //先取得和本地ip一樣的服務(wù)，如果沒有則按默認(rèn)來取
        for (ServiceInstance instance : instances) {
            String currentServiceId = instance.getServiceId();
            String host = instance.getHost();
            log.debug("注冊服務(wù)：{}，ip：{}", currentServiceId, host);
            if (StringUtils.isNotEmpty(host) && StringUtils.equals(hostIp, host)) {
                return new DefaultResponse(instance);
            }
        }
        return getRoundRobinInstance(instances);
    }

    /**
     * 使用隨機(jī)算法
     * 參考{link {@link org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RandomLoadBalancer}}
     *
     * @param instances 實例
     * @return {@link Response }<{@link ServiceInstance }>
     * @author : lwq
     * @date : 2022-12-15 13:32:11
     */
    private Response<ServiceInstance> getRandomInstance(List<ServiceInstance> instances) {
        int index = ThreadLocalRandom.current().nextInt(instances.size());
        ServiceInstance instance = instances.get(index);
        return new DefaultResponse(instance);
    }

    /**
     * 使用RoundRobin機(jī)制獲取節(jié)點(diǎn)
     *
     * @param instances 實例
     * @return {@link Response }<{@link ServiceInstance }>
     * @author : lwq
     * @date : 2022-12-15 13:28:31
     */
    private Response<ServiceInstance> getRoundRobinInstance(List<ServiceInstance> instances) {
        // 每一次計數(shù)器都自動+1，實現(xiàn)輪詢的效果
        int pos = this.position.incrementAndGet() & Integer.MAX_VALUE;
        ServiceInstance instance = instances.get(pos % instances.size());
        return new DefaultResponse(instance);
    }

}

? ? ? ? 其中的工具類如下：

import java.net.InetAddress;
import java.net.URL;
import java.net.UnknownHostException;
import java.util.List;
import java.util.Objects;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;

import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil;
import cn.hutool.core.util.URLUtil;
import org.springframework.http.HttpHeaders;

/**
 * 獲取IP方法
 */
public class IpUtils{

    /**
     * 獲取IP地址
     *
     * @return 本地IP地址
     */
    public static String getHostIp(){
        try{
            return InetAddress.getLocalHost().getHostAddress();
        }catch (UnknownHostException e){
        }
        return "127.0.0.1";
    }

    /**
     * 獲取客戶端IP
     *
     * @param httpHeaders 請求頭
     * @return IP地址
     */
    public static String getIpAddressFromHttpHeaders(HttpHeaders httpHeaders){
        if (httpHeaders == null){
            return "unknown";
        }
        //前端請求自定義請求頭，轉(zhuǎn)發(fā)到哪個服務(wù)
        List<String> ipList = httpHeaders.get("forward-to");
        String ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        //請求自帶的請求頭
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            ipList = httpHeaders.get("x-forwarded-for");
            ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        }
        //從referer獲取請求的ip地址
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            //從referer中獲取請求的ip地址
            List<String> refererList = httpHeaders.get("referer");
            String referer = CollectionUtil.get(refererList, 0);
            URL url = URLUtil.url(referer);
            if (Objects.nonNull(url)){
                ip = url.getHost();
            }else {
                ip = "unknown";
            }
        }
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            ipList = httpHeaders.get("Proxy-Client-IP");
            ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        }
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            ipList = httpHeaders.get("X-Forwarded-For");
            ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        }
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            ipList = httpHeaders.get("WL-Proxy-Client-IP");
            ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        }
        if (ip == null || ip.length() == 0 || "unknown".equalsIgnoreCase(ip)){
            ipList = httpHeaders.get("X-Real-IP");
            ip = CollectionUtil.get(ipList, 0);
        }
        return "0:0:0:0:0:0:0:1".equals(ip) ? "127.0.0.1" : getMultistageReverseProxyIp(ip);
    }
}

????????getIpAddressFromHttpHeaders方法中，是從請求頭總拿到了自定義的請求頭forward-to，要想實現(xiàn)此功能，就需要前端發(fā)送請求的時候攜帶這個請求頭，例如

? ? ? ? 在若依的request.js中可以這么寫：?config.headers['forward-to'] = '192.168.0.145'

【SpringCloud系列】開發(fā)環(huán)境下重寫Loadbalancer實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡,spring cloud,java,spring

三、配置負(fù)載均衡策略

? ? ? ?默認(rèn)的配置在這里：

org.springframework.cloud.loadbalancer.annotation.LoadBalancerClientConfiguration

? ? ? ? 我們參考這個配置，實現(xiàn)自己的配置。啟用上面寫好的配置類LoadBalanceProperties，然后傳到自定義的負(fù)載均衡策略類CustomSpringCloudLoadBalancer，其他的復(fù)制就可以。

import com.ruoyi.common.loadbalance.core.CustomSpringCloudLoadBalancer;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnBean;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ReactorLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ServiceInstanceListSupplier;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.support.LoadBalancerClientFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.env.Environment;

/**
 * 自定義負(fù)載均衡客戶端配置
 *
 */
@SuppressWarnings("all")
@Configuration(proxyBeanMethods = false)
@EnableConfigurationProperties(LoadBalanceProperties.class)
public class CustomLoadBalanceClientConfiguration {

    @Bean
    @ConditionalOnBean(LoadBalancerClientFactory.class)
    public ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> customLoadBalancer(LoadBalanceProperties loadBalanceProperties,
                                                                   Environment environment,
                                                                   LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new CustomSpringCloudLoadBalancer(name, loadBalanceProperties.getType(),
                loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class));
    }

}

? ? ? ? 然后使用LoadBalancerClients注解加載一下配置

import org.springframework.cloud.loadbalancer.annotation.LoadBalancerClients;

/**
 * 自定義負(fù)載均衡自動配置
 *
 */
@LoadBalancerClients(defaultConfiguration = CustomLoadBalanceClientConfiguration.class)
public class CustomLoadBalanceAutoConfiguration {

}

四、使用

????????將以上代碼獨(dú)立成一個模塊，然后再其他微服務(wù)中的pom文件中引入，然后添加對應(yīng)的配置就可以實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡了

? ? ? ? 1、在微服務(wù)中配置如下即可實現(xiàn)調(diào)用其他服務(wù)時，調(diào)用自己本地開發(fā)環(huán)境的微服務(wù)

? ??spring.cloud.loadbalancer.type=dev

? ? ? ? 2、在網(wǎng)關(guān)中配置如下即可實現(xiàn)調(diào)用固定某個服務(wù)

?spring.cloud.loadbalancer.type=gateway

寫在最后的話

? ? ? ? 最開始只有想法，但是不知道怎么實現(xiàn)，百度也沒找到合適的方案。所以就開始看源碼，研究了一下，然后照著源碼寫，測試了一下真的就實現(xiàn)了。所以，多看看源碼還是有好處的。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-727356.html

到了這里，關(guān)于【SpringCloud系列】開發(fā)環(huán)境下重寫Loadbalancer實現(xiàn)自定義負(fù)載均衡的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)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TOY模板網(wǎng)！

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重寫Sylar基于協(xié)程的服務(wù)器系列：重寫Sylar基于協(xié)程的服務(wù)器（0、搭建開發(fā)環(huán)境以及項目框架 || 下載編譯簡化版Sylar）重寫Sylar基于協(xié)程的服務(wù)器（1、日志模塊的架構(gòu)）重寫Sylar基于協(xié)程的服務(wù)器（2、配置模塊的設(shè)計）重寫Sylar基于協(xié)程的服務(wù)器（3、協(xié)程模塊的設(shè)計）重寫
2024年04月26日
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Qt 自定義窗口的標(biāo)題欄，重寫鼠標(biāo)事件實現(xiàn)，關(guān)閉隱藏，最大化/最小化，重寫窗口事件函數(shù)，實現(xiàn)鼠標(biāo)選中邊框拉大拉小，雙擊標(biāo)題欄切換窗口最大化和最小化
Qt 自定義窗口的標(biāo)題欄，重寫鼠標(biāo)事件實現(xiàn)，關(guān)閉隱藏，最大化/最小化，重寫窗口事件函數(shù)，實現(xiàn)鼠標(biāo)選中邊框拉大拉小，雙擊標(biāo)題欄切換窗口最大化和最小化 1、main.cpp 2、widget.h 3、widget.cpp 4、效果展示 5、完成
2024年02月16日
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GO 的 Web 開發(fā)系列（八）—— Gin 自定義 Html 渲染實現(xiàn)多租戶的模板設(shè)計
本文主要解決在多租戶場景下的模板渲染問題。正常情況下 Gin 配置的所有模板都屬于同一個模板組合，相同名稱的模板將相互覆蓋。在未通過 define 指定模板名稱時，同名模板文件也將相互覆蓋。自定義函數(shù)中也無法區(qū)分租戶，這將非常不方便我們進(jìn)行多租戶的模板渲染處
2024年04月22日
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【C++】多態(tài)的概念和簡單介紹、虛函數(shù)、虛函數(shù)重寫、多態(tài)構(gòu)成的條件、重載、重寫、重定義
? ??C++中的多態(tài)是一種面向?qū)ο缶幊痰奶匦裕?它允許不同的對象對同一個消息做出不同的響應(yīng)。多態(tài)性能夠提高代碼的可復(fù)用性和靈活性，使得代碼更加模塊化和可擴(kuò)展。 ?? 多態(tài)性是通過使用繼承和虛函數(shù)實現(xiàn)的。當(dāng)一個類被聲明為虛函數(shù)時，它可以被子類重寫，并
2024年02月13日
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【車載開發(fā)系列】UDS診斷---動態(tài)定義DID（$0x2C）
動態(tài)定義數(shù)據(jù)標(biāo)識符 DynamicallyDefineDataIdentifier（2Ch）此服務(wù)允許診斷工具在ECU的內(nèi)部動態(tài)定義一個數(shù)據(jù)標(biāo)識符，一個臨時的DID，可以通過這個DID讀取一段內(nèi)存的數(shù)據(jù)，也可以通過改DID一次性讀取多個原有DID的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)標(biāo)識符還可以被讀取數(shù)據(jù)服務(wù)22h或讀取數(shù)據(jù)（周期標(biāo)識
2024年02月02日
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自定義的搭建solidity開發(fā)環(huán)境（以太坊）
環(huán)境地址 ? ?github:?GitHub - yinzhiqing/templete-sol: solidity platform(hardhat) ? ?gitlab:?zqy / templete-sol · GitLab 本項目利用openzapplin solc web3js hardhat nodejs 在ubuntu下搭建solidity合約開發(fā)環(huán)境．大多數(shù)功能實現(xiàn)了自動化（腳本）執(zhí)行．特點(diǎn)：１．開發(fā)環(huán)境可充分使用２．合約可升級３．記
2024年02月01日
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