SpringCloud LoadBalancer灰度策略实现

如何使用 Spring Cloud 2020 中重磅推荐的负载均衡器 Spring Cloud LoadBalancer （下文简称 SCL），如何扩展负载均衡策略？ 你将从本文中获取到答案

快速上手 SCL

• 如果项目中想使用 SCL，则仅需要添加如下 maven 依赖即可

<dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
</dependency>

• SCL 是构建服务发现的基础上，由于目前 Spring Cloud Alibaba 并未兼容 SCL （具体兼容方案可以参考 pig），当然你可以选择使用Eureka 测试。

• 若将 RestTemplate 和 客户端负载均衡结合使用，在 bean 定义上增加 @LoadBalanced 注解即可.

@Bean
@LoadBalanced
public RestTemplate restTemplate() {
    return new RestTemplate();
}

个性化负载均衡策略

SCL 内置的负载均衡策略

• 目前版本 （spring cloud 2020） 内置轮询、随机的负载均衡策略，默认轮询策略。

• 当然可以通过 LoadBalancerClient 注解，指定服务级别的负载均衡策略

@LoadBalancerClient(value = "demo-provider", configuration = RandomLoadbalancerConfig.class)

public class RandomLoadbalancerConfig {
    @Bean
    public ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> reactorServiceInstanceLoadBalancer(Environment environment,
            LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new RandomLoadBalancer(
                loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name);
    }
}

自定义负载均衡策略

• 通过上文可知，目前 SCL 支持的负载均衡策略相较于 Ribbon 还是较少，需要开发者自行实现，好在 SCL 提供了便捷的 API 方便扩展使用。 这里演示自定义一个基于注册中心元数据的灰度负载均衡策略。

• 定义灰度负载均衡策略

@Slf4j
public class GrayRoundRobinLoadBalancer extends RoundRobinLoadBalancer {

    private ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> serviceInstanceListSupplierProvider;

    private String serviceId;

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

    Response<ServiceInstance> getInstanceResponse(List<ServiceInstance> instances, Request request) {

        // 注册中心无可用实例 抛出异常
        if (CollUtil.isEmpty(instances)) {
            log.warn("No instance available {}", serviceId);
            return new EmptyResponse();
        }

        DefaultRequestContext requestContext = (DefaultRequestContext) request.getContext();
        RequestData clientRequest = (RequestData) requestContext.getClientRequest();
        HttpHeaders headers = clientRequest.getHeaders();

        String reqVersion = headers.getFirst(CommonConstants.VERSION);
        if (StrUtil.isBlank(reqVersion)) {
            return super.choose(request).block();
        }

        // 遍历可以实例元数据，若匹配则返回此实例
        for (ServiceInstance instance : instances) {
            NacosServiceInstance nacosInstance = (NacosServiceInstance) instance;
            Map<String, String> metadata = nacosInstance.getMetadata();
            String targetVersion = MapUtil.getStr(metadata, CommonConstants.VERSION);
            if (reqVersion.equalsIgnoreCase(targetVersion)) {
                log.debug("gray requst match success :{} {}", reqVersion, nacosInstance);
                return new DefaultResponse(nacosInstance);
            }
        }
        // 降级策略，使用轮询策略
        return super.choose(request).block();
    }
}

• 针对客户端注入灰度负载均衡策略

@LoadBalancerClient(value = "demo-provider", configuration = GrayRoundLoadbalancerConfig.class)

• 服务实例定义版本号

• 请求携带版本号，测试使用

curl --location --request GET 'http://localhost:6060/req?key=b' \
--header 'VERSION: b'

优化负载均衡策略注入

• 如上文所述，所有的个性化负载策略都需要手动通过 LoadBalancerClient 注入非常的不方便。 我们可以参考 LoadBalancerClients 的批量注入逻辑构造自己的 BeanRegistrar

public class GrayLoadBalancerClientConfigurationRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {

    @Override
    public void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata metadata, BeanDefinitionRegistry registry) {
        Field[] fields = ReflectUtil.getFields(ServiceNameConstants.class);

        // 遍历服务名称，注入支持灰度策略的负载均衡器
        for (Field field : fields) {
            Object fieldValue = ReflectUtil.getFieldValue(ServiceNameConstants.class, field);
            registerClientConfiguration(registry, fieldValue, GrayLoadBalancerClientConfiguration.class);
        }
    }
}

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