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LoadBalancer完整学习笔记：简介、原理与自定义

news 2025/9/26 10:49:26

一、LoadBalancer简介

Spring Cloud LoadBalancer是Spring Cloud中负责客户端负载均衡的模块，其主要原理是通过选择合适的服务实例来实现负载均衡。

客户端负载均衡：就是负载均衡算法由客户端提供

如下图所示：
在这里插入图片描述

二、LoadBalancer原理

Spring Cloud LoadBalancer的底层采用了一个拦截器【LoadBalancerInterceptor】，拦截了RestTemplate发出的请求，对地址做了修改。用一幅图来总结一下：
在这里插入图片描述
执行流程说明：

1、通过LoadBalancerInterceptor请求拦截器拦截我们的RestTemplate请求：http://spzx-cloud-user/api/user/findUserByUserId/1

2、获取请求的url，然后从请求的url中获取服务提供方的主机名称

3、然后调用LoadBalancerClient中的execute方法，将服务提供方的名称传递过去

4、在LoadBalancerClient的choose方法中通过ReactiveLoadBalancer.Factory从Nacos注册中心中获取服务列表以及负载均衡算法实例对象

5、通过ReactiveLoadBalancer从服务列表中选择一个服务实例地址，然后发起远程调用

1、源码跟踪

LoadBalancerInterceptor

核心源码如下所示：

在这里插入图片描述

可以看到这里的intercept方法，拦截了用户的HttpRequest请求，然后做了几件事：

1、request.getURI()：获取请求uri，本例中就是 http://spzx-cloud-user/api/user/findUserByUserId/2

2、originalUri.getHost()：获取uri路径的主机名，其实就是服务id，spzx-cloud-user

3、this.loadBalancer.execute()：处理服务id，和用户请求。

这里的this.loadBalancer是BlockingLoadBalancerClient类型，我们继续跟入。

BlockingLoadBalancerClient

核心源码如下所示：

在这里插入图片描述

ReactiveLoadBalancer.Factory的getInstance方法做了两件事情：

1、获取了一个具体的负载均衡算法对象

2、根据服务的id从Nacos注册中心中获取服务地址列表

紧跟着调用了RoundRobinLoadBalancer#choose方法，从服务列表中选择一个服务实例对象。

默认的负载均衡算法：RoundRobinLoadBalancer

2、详细解释

请求拦截

在调用远程服务时，请求会被 LoadBalancerInterceptor 拦截。拦截器会解析请求的目标 URI，并提取服务名：

final URI originalUri = request.getURI(); 
// 例如：http://spzx-cloud-user/api/user/findUserByUserId/1String serviceName = originalUri.getHost();  
// 得到服务名：spzx-cloud-user

此时，还没有确定具体的实例（IP:PORT），仅仅拿到了服务名。

BlockingLoadBalancerClient 执行逻辑

接下来，请求会进入 BlockingLoadBalancerClient 的 execute 方法。核心流程如下：

ServiceInstance serviceInstance = choose(serviceId, lbRequest);

choose() 方法负责从负载均衡器中获取一个合适的服务实例。

choose() 选择实例流程

ReactiveLoadBalancer<ServiceInstance> loadBalancer = loadBalancerClientFactory.getInstance(serviceId);  
// 获取对应服务的负载均衡器对象，默认是 RoundRobinLoadBalancerResponse<ServiceInstance> loadBalancerResponse = Mono.from(loadBalancer.choose(request)).block(); 
// 通过负载均衡算法，选择一个具体的服务实例

至此，就从 服务名 转换成了 具体的 ServiceInstance (ip:port)，然后请求才会真正发出去。

ReactiveLoadBalancer 接口实现

Spring Cloud LoadBalancer 定义了 ReactiveLoadBalancer 接口，不同的实现类代表不同的负载均衡策略：

RoundRobinLoadBalancer（默认，轮询）：依次选择服务实例。
```
org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RoundRobinLoadBalancer
```

RandomLoadBalancer（随机）：随机选择一个实例。

org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RandomLoadBalancer

NacosLoadBalancer（Nacos 扩展，随机 + 就近机房优先）：
当使用 Nacos 注册中心，并启用以下配置时，会优先选择同集群的实例。
```
spring:cloud:loadbalancer:nacos:enabled: true
```
对应实现类：
```
com.alibaba.cloud.nacos.loadbalancer.NacosLoadBalancer
```

3、更改负载均衡算法

LoadBalancer默认的负载均衡算法是RoundRobinLoadBalancer，如果想更改默认的负载均衡算法，那么此时需要向Spring容器中注册一个Bean，并且配置负载均衡的使用者。

代码如下所示：

1、在Spring容器中注册一个Bean

public class CustomLoadBalancerConfiguration {/*** @param environment: 用于获取环境属性配置，其中LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME表示该负载均衡器要应用的服务名称。* @param loadBalancerClientFactory: 是Spring Cloud中用于创建负载均衡器的工厂类，通过getLazyProvider方法获取ServiceInstanceListSupplier对象，以提供可用的服务列表。* ServiceInstanceListSupplier：用于提供ServiceInstance列表的接口，可以从DiscoveryClient或者其他注册中心中获取可用的服务实例列表。* @return*/@BeanReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment, LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);return new RandomLoadBalancer(loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class), name);}
}

2、配置负载均衡算法的使用者

@Configuration
@LoadBalancerClients(value = {@LoadBalancerClient(name = "spzx-cloud-user" , configuration = CustomLoadBalancerConfiguration.class)      // 将负载均衡算法应用到指定的服务提供方中
})
public class RestTemplateConfiguration {@Bean@LoadBalanced       // 让RestTemplate具有负载均衡的能力public RestTemplate restTemplate() {return new RestTemplate() ;}}