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扩展Ribbon支持Nacos权重的三种方式

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Nacos支持权重配置，这是个比较实用的功能，例如：

• 把性能差的机器权重设低，性能好的机器权重设高，让请求优先打到性能高的机器上去； • 某个实例出现异常时，把权重设低，排查问题，问题排查完再把权重恢复； • 想要下线某个实例时，可先将该实例的权重设为0，这样流量就不会打到该实例上了——此时再去关停该实例，这样就能实现优雅下线啦。当然这是为Nacos量身定制的优雅下线方案——Spring Cloud中，要想实现优雅下线还有很多姿势，详见：《实用技巧：Spring Cloud中，如何优雅下线微服务？》 ^[1] ，里面笔者总结了四种优雅下线的方式。

然而测试发现，Nacos权重配置对Spring Cloud Alibaba无效。也就是说，不管在Nacos控制台上如何配置，调用时都不管权重设置的。

Spring Cloud Alibaba通过整合Ribbon的方式，实现了负载均衡。所使用的负载均衡规则是 ZoneAvoidanceRule 。

本节来探讨如何扩展Ribbon，让其支持Nacos的权重配置，笔者总结了三种方案。

方案1：自己实现负载均衡规则

思路：

自己首先一个Ribbon负载均衡规则就可以了。

• 权重配置啥的，都可以在实例信息中获取到。 • 自己基于权重配置，计算出一个实例即可。

代码：

@Slf4j

public class NacosWeightRandomV1Rule extends AbstractLoadBalancerRule {

@Override

public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

}

@Override

public Server choose(Object key) {

List<Server> servers = this.getLoadBalancer().getReachableServers();

List<InstanceWithWeight> instanceWithWeights = servers.stream()

.map(server -> {

// 注册中心只用Nacos，没同时用其他注册中心（例如Eureka），理论上不会实现

if (!(server instanceof NacosServer)) {

log.error("参数非法，server = {}", server);

throw new IllegalArgumentException("参数非法，不是NacosServer实例！");

}

NacosServer nacosServer = (NacosServer) server;

Instance instance = nacosServer.getInstance();

double weight = instance.getWeight();

return new InstanceWithWeight(

server,

Double.valueOf(weight).intValue()

);

})

.collect(Collectors.toList());

Server server = this.weightRandom(instanceWithWeights);

log.info("选中的server = {}", server);

return server;

}

@Data

@AllArgsConstructor

@NoArgsConstructor

private class InstanceWithWeight {

private Server server;

private Integer weight;

}

/**

* 根据权重随机

* 算法参考 https://blog.csdn.net/u011627980/article/details/79401026

* @param list 实例列表

* @return 随机出来的结果

private Server weightRandom(List<InstanceWithWeight> list) {

List<Server> instances = Lists.newArrayList();

for (InstanceWithWeight instanceWithWeight : list) {

int weight = instanceWithWeight.getWeight();

for (int i = 0; i <= weight; i++) {

instances.add(instanceWithWeight.getServer());

}

int i = new Random().nextInt(instances.size());

return instances.get(i);

}

WARNING

本段代码存在优化空间，只是用来演示思考的过程，不建议用于生产，如打算使用本方案实现，请参考以下两点优化：

• 简单起见，我直接把double型的权重(weight)，转成了integer计算了， 存在精度丢失 。 • InstanceWithWeight太重了，在 weightRandom 还得再两层for循环，还挺吃内存的，建议百度其他权重随机算法优化。不过实际项目一个微服务一般也就三五个实例，所以其实内存消耗也能忍受。不优化问题也不大。

方案2：利用Nacos Client的能力[推荐]

思路：

在阅读代码Nacos源码的过程中，发现 Nacos Client本身就提供了负载均衡的能力 ，并且负载均衡算法 正是我们想要的根据权重选择实例 ！

代码在 com.alibaba.nacos.api.naming.NamingService#selectOneHealthyInstance ，只要想办法调用到这行代码，就可以实现我们想要的功能啦！

代码：

@Slf4j

public class NacosWeightRandomV2Rule extends AbstractLoadBalancerRule {

@Autowired

private NacosDiscoveryProperties discoveryProperties;

@Override

public Server choose(Object key) {

DynamicServerListLoadBalancer loadBalancer = (DynamicServerListLoadBalancer) getLoadBalancer();

String name = loadBalancer.getName();

try {

Instance instance = discoveryProperties.namingServiceInstance()

.selectOneHealthyInstance(name);

log.info("选中的instance = {}", instance);

* instance转server的逻辑参考自：

* org.springframework.cloud.alibaba.nacos.ribbon.NacosServerList.instancesToServerList

return new NacosServer(instance);

} catch (NacosException e) {

log.error("发生异常", e);

return null;

}

@Override

public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

}

方案3：最暴力的玩法

思路：

在阅读源码的过程中，发现如下代码：

// 来自：org.springframework.cloud.alibaba.nacos.ribbon.NacosServerList#getServers

private List<NacosServer> getServers() {

try {

List<Instance> instances = discoveryProperties.namingServiceInstance()

.selectInstances(serviceId, true);

return instancesToServerList(instances);

}

catch (Exception e) {

throw new IllegalStateException(

"Can not get service instances from nacos, serviceId=" + serviceId,

e);

}

这个 NacosServerList 就是给Ribbon去做负载均衡的”数据源”！如果把这里的代码改成 com.alibaba.nacos.api.naming.NamingService#selectOneHealthyInstance 不也可以实现我们想要的功能吗？

也就是说， 交给Ribbon的List永远只有1个实例 ！这样不管Ribbon用什么负载均衡，都随他便了。

代码：

1 参考NacosServerList的代码，重写NacosRibbonServerList

/**

* 参考org.springframework.cloud.alibaba.nacos.ribbon.NacosServerList

@Slf4j

public class NacosRibbonServerList extends AbstractServerList<NacosServer> {

private NacosDiscoveryProperties discoveryProperties;

private String serviceId;

public NacosRibbonServerList(NacosDiscoveryProperties discoveryProperties) {

this.discoveryProperties = discoveryProperties;

}

@Override

public List<NacosServer> getInitialListOfServers() {

return getServers();

}

@Override

public List<NacosServer> getUpdatedListOfServers() {

return getServers();

}

private List<NacosServer> getServers() {

try {

Instance instance = discoveryProperties.namingServiceInstance()

.selectOneHealthyInstance(serviceId, true);

log.debug("选择的instance = {}", instance);

return instancesToServerList(

Lists.newArrayList(instance)

);

} catch (Exception e) {

throw new IllegalStateException(

"Can not get service instances from nacos, serviceId=" + serviceId,

e);

}

private List<NacosServer> instancesToServerList(List<Instance> instances) {

List<NacosServer> result = new ArrayList<>();

if (null == instances) {

return result;

}

for (Instance instance : instances) {

result.add(new NacosServer(instance));

}

return result;

}

public String getServiceId() {

return serviceId;

}

@Override

public void initWithNiwsConfig(IClientConfig iClientConfig) {

this.serviceId = iClientConfig.getClientName();

}

2 编写配置类

/**

* 参考：org.springframework.cloud.alibaba.nacos.ribbon.NacosRibbonClientConfiguration

@Configuration

public class NacosRibbonClientExtendConfiguration {

@Bean

public ServerList<?> ribbonServerList(IClientConfig config, NacosDiscoveryProperties nacosDiscoveryProperties) {

NacosRibbonServerList serverList = new NacosRibbonServerList(nacosDiscoveryProperties);

serverList.initWithNiwsConfig(config);

return serverList;

}

3 添加注解，让上面的NacosRibbonClientExtendConfiguration成为Ribbon的默认配置。

// ...其他注解

@RibbonClients(defaultConfiguration = NacosRibbonClientExtendConfiguration.class)

public class ConsumerMovieApplication {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(ConsumerMovieApplication.class, args);

}

注意：

务必注意，将 NacosRibbonClientExtendConfiguration 放在ComponentScan上下文（默认是启动类所在包及其子包）以外！！！

总结与对比

• 方案1：是最容易想到的玩法。 • 方案2：是个人目前最喜欢的方案。首先简单，并且都是复用Nacos/Ribbon现有的代码——而Ribbon/Nacos本身都是来自于大公司生产环境，经过严苛的生产考验。 • 方案3：太暴力了，把Ribbon架空了。此方案中，扔给Ribbon做负载均衡选择时，List只有1个元素，不管用什么算法去算，最后总是会返回这个元素！

思考

既然Nacos Client已经有负载均衡的能力，Spring Cloud Alibaba为什么还要去整合Ribbon呢？

个人认为，这主要是为了符合Spring Cloud标准。Spring Cloud Commons有个子项目 spring-cloud-loadbalancer ，该项目制定了标准，用来适配各种客户端负载均衡器(虽然目前实现只有Ribbon，但Hoxton就会有替代的实现了)。

Spring Cloud Alibaba遵循了这一标准，所以整合了Ribbon，而没有去使用Nacos Client提供的负载均衡能力。

配套代码

• GitHub ^[2] • Gitee ^[3]

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