在本文的第一章当中，我们将会大概去介绍SpringCloud如何去实现负载均衡？

在本文的第二章当中，我们将会去介绍@LoadBalanced注解的真正的生效的原理是什么？我们也将详细介绍@Qualifier注解的实现原理。

1. SpringCloud负载均衡与@LoadBalanced注解

也许很多人刚学SpringCloud的时候，跟着视频进行学习时，老师会说@LoadBalanced注解标在RestTemplate上就能实现负载均衡，至于为什么呢？本文的第二章将会进行介绍。

如下面的代码所示(代码为Kotlin代码)

    @Bean
    @LoadBalanced
    fun restTemplate(): RestTemplate {
        return RestTemplate()
    }

我们打开@LoadBalanced的源码

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我们可以看到@LoadBalanced的源码上标注了一个@Qualifier注解。并且对这个注解的描述信息为，它标识RestTemplate和WebClient的Bean，被配置成为了一个LoadBalancerClient。

1.1 LoadBalancerClient是什么？

LoadBalancerClient是SpringCloud当中对于负载均衡的客户端的一层抽象，它的实现类有两个RibbonLoadBalancerClient和BlockingLoadBalancerClient。

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首先我们应该知道的是LoadBalancerClient是来自于spring-cloud-common包下，而
RibbonLoadBalancerClient是来自于spring-cloud-ribbon包下，BlockingLoadBalancerClient是来自于SpringCloud自家做的spring-cloud-loadbalancer包下。

也就是说，SpringCloud当中提供负载均衡的统一接口是LoadBalancerClient，而Ribbon、LoadBalancer则需要针对于SpringCloud当中提供的规范去进行提供自己的实现。

我们以Ribbon为例

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我们可以看到，RibbonLoadBalancerClient当中execute的实现方式为，首先要获取一个ILoadBalancer，接着根据ILoadBalancer去使用特定的负载均衡策略，选择出来一个合适的Server，来完成本次请求的执行。

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上面我们展示了chooseServer的逻辑，我们发现，它是组合了Rule(规则)，来完成的Server的选择。具体的Rule的实现如下，如果你了解过Ribbon，肯定对这些策略并不陌生(起码也会有一定的了解，从我第一次看SpringCloud时，就听说过这个概念)。

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下面是ILoadBalancer的接口规范：

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需要注意的是，不管是ILoadBalancer还是IRule，这些组件所在的包，可都是com.netflix，与SpringCloud可以说是毫无关系。而RibbonLoadBalancerClient是什么？它就是针对SpringCloud的规范，将Netflix的负载均衡策略，全部桥接到SpringCloud当中，让SpringCloud可以使用到Ribbon的负载均衡算法。

BlockingLoadBalancerClient的实现肯定也类似，只不过它肯定用到的是SpringCloudLoadBalancer的LoadBalancer罢了，我们这里就不进行展开讲了，感兴趣的小伙伴可以自行查阅相关的源码。

1.2 为什么加上@LoadBalanced注解就能让RestTemplate拥有负载均衡的能力？

是不是觉得很神奇呢？从注解上似乎并未告诉我们为什么以及怎么实现，只是说这是一个标识负载均衡的注解罢了。我们来找到SpringCloudCommon包的源码，并找到自动配置类LoadBalancerAutoConfiguration。

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首先，我们可以看到，它直接Autowired注入了容器当中配置的所有的RestTemplate。还给容器中放入了一个SmartInitializingSingleton这样的一个Bean。

在了解后续之前，我们先来了解SmartInitializingSingleton和RestTemplateCustomizer是什么？

SmartInitializingSingleton是什么？

相信各位熟悉Spring的朋友，应该都有用过Spring的InitializingBean吧，是一个Bean的初始化方法的回调方法。

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但是也许你会遇到，你想在这里去容器当中去进行各种的getBean的情况。但是实际上在这里完成初始化是有可能产生问题的，因为获取的时机还比较早，这时候Spring容器的有些配置有可能还没完成呢，这时就去getBean就有可能产生一些问题(其实一般情况也遇不到)。

与该接口对应的，Spring还有一个接口是SmartInitializingSingleton，它其实也是作为一个Bean的初始化回调方法，它会在Spring当中的所有的Bean都完成实例化和初始化之后再去进行回调。

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它的具体回调时机如下，第一部分是实例化所有的单实例Bean，第二部分则是回调所有的SmartInitializingSingleton，它也完全可以用来初始化Bean，是没有任何问题的。

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RestTemplateCustomizer是什么？

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首先，我们知道RestTemplate，是一个HttpClient的客户端，可以用于完成HTTP请求的发送和处理，并且它还是一个InterceptingHttpAccessor，支持去添加请求的拦截器，对请求去进行处理。(注意RestTemplate是来自于Spring的web包)

SpringCloud当中，针对于RestTemplate去提供了RestTemplateCustomizer，支持去对RestTemplate去进行自定义吗，我们可以实现这个接口，在customize方法当中去添加，我们自定义的逻辑。

Spring当中，针对于XXXCustomizer的实现，其实非常非常多，我们从名字也可以知道，是对XXX的一个自定义化器，支持去对XXX去进行自定义操作。

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在了解了上面的知识之后，我们继续来看。

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我们已经知道了Spring容器启动过程当中，它会回调所有的RestTemplateCustomizer，那么这些组件从哪来？我们往下翻，就会发现，它给容器当中配置了LoadBalancerInterceptor，

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我们来看LoadBalancerInterceptor的实现：

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我们可以看到，它从request当中获取到uri，并且以uri作为serviceName，把它交给了LoadBalancerClient去进行执行。然后，不就到了刚刚我们说的SpringCloud抽象了LoadBalancerClient了吗？也就是说SpringCloud使用自定义的LoadBalancerInterceptor去拦截了RestTemplate，将请求转交给了LoadBalancerClient去进行处理。

如果我们引入了Ribbon的jar包，那么这个LoadBalancerClient就会是Ribbon的实现；如果我们引入了SpringCloudLoadBalancer的jar包，那么这个LoadBalancerClient就会是SpringCloudLoadBalancer，只要导入一方的相关的实现配置，它就会被SpringBoot所整合，这也就是我们所说的SpringBoot的自动配置。

整体的流程大概如下：

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1.3 自定义RPC远程调用的协议

类似地，如果我们想要自定义相关的负载均衡的功能(并且不想使用SpringCloud提供的RestTemplate或者是SpringCloudOpenFeign)。比如说，我们想不使用HTTP请求去完成RPC的远程调用(RestTemplate/SpringCloudOpenFeign/WebClient都是基于HTTP的)，我们只需要从Spring容器当中去注入LoadBalancerClient，并且自定义LoadBalancerRequest回调函数去指定处理请求的逻辑即可实现负载均衡。

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至于在回调函数当中，我们想要使用何种方式去发送网络请求获取数据，那就是我们完全可以去自定义的部分了。

2. @LoadBalanced与@Qualifier之间的关系？

在上面的代码当中，我们会见到下面这样的代码，在@Autowired上打了@LoadBalanced注解。

    @LoadBalanced
    @Autowired(required = false)
    private List<RestTemplate> restTemplates = Collections.emptyList();

这是什么操作？字段上标注@LoadBalanced？干啥的？我这时候有以下两个想法：

• 1.SpringCloud单独使用BeanPostProcessor单独处理了这个字段？
• 2.难道Spring还支持Autowired时，还支持打上个注解，去进行注解的匹配吗？

按照我对Spring的源码的理解，使用第一种的概率比较大，于是我找遍了整个SpringCloud的Common包下的源码，没有发现。但是第二种，完全没听说过这种用法，应该是不太可能，我看过的源码里似乎也没有这个插曲。

但是这时候，我想起来了Qualifier注解，这个注解引起了我的单独注意。

2.1 AutowireCandidateResolver是什么

Spring在处理自动注入(不只是针对@Autowired注解，也针对@Resource注解，以及@Inject等注解)时，会使用DefaultListableBeanFactory.resolveDepenency方法去完成依赖的注入。

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在处理自动注入时，会用到AutowireCandidateResolver，去判断容器当中的所有的Bean，挨个去匹配是否可以作为当前依赖的注入对象。从名字，我们也可以知道些什么，AutowireCandidateResolver，自动装配的候选的解析器。至于如何判断？具体逻辑就在isAutowireCandidate方法当中了。

我们找到它的子类QualifierAnnotationAutowireCandidateResolver，这个类是我们需要重点研究的类。

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这里它会从字段上、方法参数上、方法上、构造器上，去匹配Qualifier注解，需要注意的是，这里(以及后续)提到的Qualifier注解，并不只是Spring家的Qualifier，也包含javax.inject当中的Qualifier，甚至是自定义的Qualifier。

有一个点是我们要关注的，向下传递的参数descriptor.getAnnotations()是要进行注入的元素的注解列表。

    @LoadBalanced
    @Autowired(required = false)
    private List<RestTemplate> restTemplates = Collections.emptyList();

比如上面的代码当中，获取到的注解，就是Autowired和LoadBalanced这两个注解。

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接着，就是要注入的元素上的注解，和Qualfier去进行匹配，如果匹配了(也就是说要注入的元素上有@Qualifier注解的话)，那么走进去checkQualifier方法，检查Qualifier注解的情况。这个方法很长，我们分成两段去进行介绍：

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它会从各个地方去检查Qualifier注解，我们主要关注下面三种情况：

• 1. bd.getQualifier从BeanDefinition当中去获取，这个主要是XML当中配置的Qualfier属性，就会解析封装到里面。
• 2. getQualifiedElementAnnotation，这种情况主要是扫描的时候，是通过注解的方式扫描Class(比如@ComponentScan扫描到了某个类)进来的那种情况。
• 3. 如果还找不到？getFactoryMethodAnnotation，从FactoryMethod(工厂方法，也就是@Bean方法)上找Qualifier。

如果找到了？就会在下面触发这样的代码：

targetAnnotation != null && targetAnnotation.equals(annotation)

也就是Bean(类上，@Bean方法上，或者更多地方)上的Qualifier，和要注入的Qualfier完全匹配的话(也就是说是一对一模一样的注解)，那么return true。。如果这里没有检查到？那么就是下一段代码了

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这里，它会从annotation(要注入的元素上的Qualifier注解)上去获取到value属性，和bdHolder当中的name是否匹配？如果匹配的话，那么return true。也就是我们常说的，Qualifier去指定beanName去进行注入的情况。

这里其实有一个点，我们值得注意，那就是，如果没有Qualifier注解，那么是根本不会去进行匹配Qualifier注解的，只需要类型匹配，就return true(匹配类型这部分代码在QualifierAnnotationAutowireCandidateResolver的父类当中)。如果有Qualifier注解的话，那么去匹配Qualifier注解的情况。

2.2 我们继续谈谈为什么@LoadBalanced能实现负载均衡？

    @LoadBalanced
    @Autowired(required = false)
    private List<RestTemplate> restTemplates = Collections.emptyList();

上面这段代码，经过我们上面的分析，它会去匹配RestTemplate上是否有Qualifier注解？并且如果有Qualifier注解的话，必须完全匹配才行。

    @Bean
    @LoadBalanced
    fun restTemplate(): RestTemplate {
        return RestTemplate()
    }

而我们通过上面的代码，因为两边都加了@LoadBalance注解，因此两边都有@Qualifier注解，并且两边的@Qualifier注解的value属性也确实都是空字符串，因此，那不是就恰好命中了这段代码，去return true了？

targetAnnotation != null && targetAnnotation.equals(annotation)

那么，如果我们给@Bean方法上打个@Qualifier注解，是不是就行了？当然可以，我们可是看了源码并进行追根究底的！

另外一个角度说，SpringCloud当中对于@LoadBalanced注解当中的注释对这个注解的定位是mark(标识)其实是没有问题的，其实就正好符合我们的定位。为什么要有@Service、@Repositry这种注解？其实也只是标识作用，为了让人一眼就看到就知道这个组件的作用是什么。

    @Bean
    @Qualifier
    fun restTemplate(): RestTemplate {
        return RestTemplate()
    }

到这里，爱搞事情的小朋友(我)就在想了，@Qualifier不是还能匹配beanName吗，那么我们能不能想办法造个beanName为空串的情况到容器当中呢？可惜，打开注册BeanDefinition的源码就发现了，根本不可能，你想放进去？还没放进去就给你抛异常了。

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到这里，我们就彻底明白了。下面的代码当中@LoadBalanced，只是为了匹配所有的加了Qualifier(并且value属性为空字符串)的所有的RestTemplate，而我们自己加的@LoadBalanced，也只是为了给它加一个@Qualifier注解罢了。

    @LoadBalanced
    @Autowired(required = false)
    private List<RestTemplate> restTemplates = Collections.emptyList();

我们简单做个分析：SpringCloud会自动注入容器当中的所有的@Qualifier的RestTemplate，并使用RestTemplateCustomizer，去给RestTemplate添加LoadBalancerInterceptor，让这个拦截器，将你真正的HTTP请求，直接转交给SpringCloud的LoadBalanceClient，在交给负载均衡组件，比如Ribbon或者是SpringCloudLoadBalancer使用负载均衡策略，选择出来一个合适的实例(Server/ServcieInstance)，去完成本次请求的处理工作。