简介
spring cloud ribbon 是一个基于http和tcp的客服端负载均衡工具，它是基于netflix ribbon实现的。它不像服务注册中心、配置中心、api网关那样独立部署，但是它几乎存在于每个微服务的基础设施中。包括前面的提供的声明式服务调用也是基于该ribbon实现的。理解ribbon对于我们使用spring cloud来讲非常的重要，因为负载均衡是对系统的高可用、网络压力的缓解和处理能力扩容的重要手段之一。在上节的例子中，我们采用了声明式的方式来实现负载均衡。实际上，内部调用维护了一个resttemplate对象，该对象会使用ribbon的自动化配置，同时通过@loadbalanced开启客户端负载均衡。其实resttemplate是spring自己提供的对象，不是新的内容。读者不知道resttemplate可以查看相关的文档。
现象
前两天碰到一个ribbon相关的问题，觉得值得记录一下。表象是对外的接口返回内部异常，这个是封装的统
一错误信息，spring的异常处理器catch到未捕获异常统一返回的信息。因此到日志平台查看实际的异常:
org.springframework.web.client.httpclienterrorexception: 404 null
这里介绍一下背景，出现问题的开放网关，做点事情说白了就是转发对应的请求给后端的服务。这里用到了ribbon去做服务负载均衡、eureka负责服务发现。
这里出现404，首先看了下请求的url以及对应的参数，都没有发现问题，对应的后端服务也没有收到请求。这就比较诡异了，开始怀疑是ribbon或者eureka的缓存导致请求到了错误的ip或端口，但由于日志中打印的是eureka的serviceid而不是实际的ip:port，因此先加了个日志:
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@slf4jpublic class customhttprequestinterceptor implements clienthttprequestinterceptor { @override public clienthttpresponse intercept(httprequest request, byte[] body, clienthttprequestexecution execution) throws ioexception { log.info("request , url:{},method:{}.", request.geturi(), request.getmethod()); return execution.execute(request, body); }} |
这里是通过给resttemplate添加拦截器的方式，但要注意，ribbon也是通过给resttemplate添加拦截器实现的解析serviceid到实际的ip:port，因此需要注意下优先级添加到ribbon的 loadbalancerinterceptor 之后，我这里是通过spring的初始化完成事件的回调中添加的，另外也添加了另一条日志，在catch到这个异常的时候，利用eureka的 discoveryclient#getinstances 获取到当前的实例信息。
之后在测试环境中复现了这个问题，看了下日志，eurek中缓存的实例信息是对的，但是实际调用的确实另外一个服务的地址，从而导致了接口404。
源码解析
从上述的信息中可以知道，问题出在ribbon中，具体的原因后面会说，这里先讲一下spring cloud ribbon的初始化流程。
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@configuration@conditionalonclass({ iclient.class, resttemplate.class, asyncresttemplate.class, ribbon.class})@ribbonclients@autoconfigureafter(name = "org.springframework.cloud.netflix.eureka.eurekaclientautoconfiguration")@autoconfigurebefore({loadbalancerautoconfiguration.class, asyncloadbalancerautoconfiguration.class})@enableconfigurationproperties({ribboneagerloadproperties.class, serverintrospectorproperties.class})public class ribbonautoconfiguration {} |
注意这个注解 @ribbonclients , 如果想要覆盖spring cloud提供的默认ribbon配置就可以使用这个注解，最终的解析类是:
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public class ribbonclientconfigurationregistrar implements importbeandefinitionregistrar { @override public void registerbeandefinitions(annotationmetadata metadata, beandefinitionregistry registry) { map<string, object> attrs = metadata.getannotationattributes( ribbonclients.class.getname(), true); if (attrs != null && attrs.containskey("value")) { annotationattributes[] clients = (annotationattributes[]) attrs.get("value"); for (annotationattributes client : clients) { registerclientconfiguration(registry, getclientname(client), client.get("configuration")); } } if (attrs != null && attrs.containskey("defaultconfiguration")) { string name; if (metadata.hasenclosingclass()) { name = "default." + metadata.getenclosingclassname(); } else { name = "default." + metadata.getclassname(); } registerclientconfiguration(registry, name, attrs.get("defaultconfiguration")); } map<string, object> client = metadata.getannotationattributes( ribbonclient.class.getname(), true); string name = getclientname(client); if (name != null) { registerclientconfiguration(registry, name, client.get("configuration")); } } private string getclientname(map<string, object> client) { if (client == null) { return null; } string value = (string) client.get("value"); if (!stringutils.hastext(value)) { value = (string) client.get("name"); } if (stringutils.hastext(value)) { return value; } throw new illegalstateexception( "either 'name' or 'value' must be provided in @ribbonclient"); } private void registerclientconfiguration(beandefinitionregistry registry, object name, object configuration) { beandefinitionbuilder builder = beandefinitionbuilder .genericbeandefinition(ribbonclientspecification.class); builder.addconstructorargvalue(name); builder.addconstructorargvalue(configuration); registry.registerbeandefinition(name + ".ribbonclientspecification", builder.getbeandefinition()); }} |
atrrs包含defaultconfiguration，因此会注册ribbonclientspecification类型的bean,注意名称以 default. 开头，类型是ribbonautoconfiguration,注意上面说的ribbonautoconfiguration被@ribbonclients修饰。
然后再回到上面的源码:
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public class ribbonautoconfiguration { //上文中会解析被@ribbonclients注解修饰的类，然后注册类型为ribbonclientspecification的bean。 //主要有两个: ribbonautoconfiguration、ribboneurekaautoconfiguration @autowired(required = false) private list<ribbonclientspecification> configurations = new arraylist<>(); @bean public springclientfactory springclientfactory() { //初始化springclientfactory,并将上面的配置注入进去，这段很重要。 springclientfactory factory = new springclientfactory(); factory.setconfigurations(this.configurations); return factory; } //其他的都是提供一些默认的bean配置 @bean @conditionalonmissingbean(loadbalancerclient.class) public loadbalancerclient loadbalancerclient() { return new ribbonloadbalancerclient(springclientfactory()); } @bean @conditionalonclass(name = "org.springframework.retry.support.retrytemplate") @conditionalonmissingbean public loadbalancedretrypolicyfactory loadbalancedretrypolicyfactory(springclientfactory clientfactory) { return new ribbonloadbalancedretrypolicyfactory(clientfactory); } @bean @conditionalonmissingclass(value = "org.springframework.retry.support.retrytemplate") @conditionalonmissingbean public loadbalancedretrypolicyfactory neverretrypolicyfactory() { return new loadbalancedretrypolicyfactory.neverretryfactory(); } @bean @conditionalonclass(name = "org.springframework.retry.support.retrytemplate") @conditionalonmissingbean public loadbalancedbackoffpolicyfactory loadbalancedbackoffpolicyfactory() { return new loadbalancedbackoffpolicyfactory.nobackoffpolicyfactory(); } @bean @conditionalonclass(name = "org.springframework.retry.support.retrytemplate") @conditionalonmissingbean public loadbalancedretrylistenerfactory loadbalancedretrylistenerfactory() { return new loadbalancedretrylistenerfactory.defaultretrylistenerfactory(); } @bean @conditionalonmissingbean public propertiesfactory propertiesfactory() { return new propertiesfactory(); } @bean @conditionalonproperty(value = "ribbon.eager-load.enabled", matchifmissing = false) public ribbonapplicationcontextinitializer ribbonapplicationcontextinitializer() { return new ribbonapplicationcontextinitializer(springclientfactory(), ribboneagerloadproperties.getclients()); } @configuration @conditionalonclass(httprequest.class) @conditionalonribbonrestclient protected static class ribbonclientconfig { @autowired private springclientfactory springclientfactory; @bean public resttemplatecustomizer resttemplatecustomizer( final ribbonclienthttprequestfactory ribbonclienthttprequestfactory) { return new resttemplatecustomizer() { @override public void customize(resttemplate resttemplate) { resttemplate.setrequestfactory(ribbonclienthttprequestfactory); } }; } @bean public ribbonclienthttprequestfactory ribbonclienthttprequestfactory() { return new ribbonclienthttprequestfactory(this.springclientfactory); } } //todo: support for autoconfiguring restemplate to use apache http client or okhttp @target({ elementtype.type, elementtype.method }) @retention(retentionpolicy.runtime) @documented @conditional(onribbonrestclientcondition.class) @interface conditionalonribbonrestclient { } private static class onribbonrestclientcondition extends anynestedcondition { public onribbonrestclientcondition() { super(configurationphase.register_bean); } @deprecated //remove in edgware" @conditionalonproperty("ribbon.http.client.enabled") static class zuulproperty {} @conditionalonproperty("ribbon.restclient.enabled") static class ribbonproperty {} }} |
注意这里的springclientfactory, ribbon默认情况下，每个eureka的serviceid(服务)，都会分配自己独立的spring的上下文,即applicationcontext, 然后这个上下文中包含了必要的一些bean,比如: iloadbalancer 、 serverlistfilter 等。而spring cloud默认是使用resttemplate封装了ribbon的调用，核心是通过一个拦截器:
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@bean @conditionalonmissingbean public resttemplatecustomizer resttemplatecustomizer( final loadbalancerinterceptor loadbalancerinterceptor) { return new resttemplatecustomizer() { @override public void customize(resttemplate resttemplate) { list<clienthttprequestinterceptor> list = new arraylist<>( resttemplate.getinterceptors()); list.add(loadbalancerinterceptor); resttemplate.setinterceptors(list); } }; } |
因此核心是通过这个拦截器实现的负载均衡:
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public class loadbalancerinterceptor implements clienthttprequestinterceptor { private loadbalancerclient loadbalancer; private loadbalancerrequestfactory requestfactory; @override public clienthttpresponse intercept(final httprequest request, final byte[] body, final clienthttprequestexecution execution) throws ioexception { final uri originaluri = request.geturi(); //这里传入的url是解析之前的，即http://serviceid/服务地址的形式 string servicename = originaluri.gethost(); //解析拿到对应的serviceid assert.state(servicename != null, "request uri does not contain a valid hostname: " + originaluri); return this.loadbalancer.execute(servicename, requestfactory.createrequest(request, body, execution)); }} |
然后将请求转发给loadbalancerclient:
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public class ribbonloadbalancerclient implements loadbalancerclient {@override public <t> t execute(string serviceid, loadbalancerrequest<t> request) throws ioexception { iloadbalancer loadbalancer = getloadbalancer(serviceid); //获取对应的loadbalancer server server = getserver(loadbalancer); //获取服务器，这里会执行对应的分流策略，比如轮训 //、随机等 if (server == null) { throw new illegalstateexception("no instances available for " + serviceid); } ribbonserver ribbonserver = new ribbonserver(serviceid, server, issecure(server, serviceid), serverintrospector(serviceid).getmetadata(server)); return execute(serviceid, ribbonserver, request); }} |
而这里的loadbalancer是通过上文中提到的springclientfactory获取到的，这里会初始化一个新的spring上下文，然后将ribbon默认的配置类，比如说: ribbonautoconfiguration 、 ribboneurekaautoconfiguration 等添加进去, 然后将当前spring的上下文设置为parent，再调用refresh方法进行初始化。
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public class springclientfactory extends namedcontextfactory<ribbonclientspecification> { protected annotationconfigapplicationcontext createcontext(string name) { annotationconfigapplicationcontext context = new annotationconfigapplicationcontext(); if (this.configurations.containskey(name)) { for (class<?> configuration : this.configurations.get(name) .getconfiguration()) { context.register(configuration); } } for (map.entry<string, c> entry : this.configurations.entryset()) { if (entry.getkey().startswith("default.")) { for (class<?> configuration : entry.getvalue().getconfiguration()) { context.register(configuration); } } } context.register(propertyplaceholderautoconfiguration.class, this.defaultconfigtype); context.getenvironment().getpropertysources().addfirst(new mappropertysource( this.propertysourcename, collections.<string, object> singletonmap(this.propertyname, name))); if (this.parent != null) { // uses environment from parent as well as beans context.setparent(this.parent); } context.refresh(); return context; }} |
最核心的就在这一段，也就是说对于每一个不同的serviceid来说，都拥有一个独立的spring上下文，并且在第一次调用这个服务的时候，会初始化ribbon相关的所有bean， 如果不存在 才回去父context中去找。
再回到上文中根据分流策略获取实际的ip:port的代码段:
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public class ribbonloadbalancerclient implements loadbalancerclient {@override public <t> t execute(string serviceid, loadbalancerrequest<t> request) throws ioexception { iloadbalancer loadbalancer = getloadbalancer(serviceid); //获取对应的loadbalancer server server = getserver(loadbalancer); //获取服务器，这里会执行对应的分流策略，比如轮训 //、随机等 if (server == null) { throw new illegalstateexception("no instances available for " + serviceid); } ribbonserver ribbonserver = new ribbonserver(serviceid, server, issecure(server, serviceid), serverintrospector(serviceid).getmetadata(server)); return execute(serviceid, ribbonserver, request); }} |
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protected server getserver(iloadbalancer loadbalancer) { if (loadbalancer == null) { return null; } // 选择对应的服务器 return loadbalancer.chooseserver("default"); // todo: better handling of key }public class zoneawareloadbalancer<t extends server> extends dynamicserverlistloadbalancer<t> {@override public server chooseserver(object key) { if (!enabled.get() || getloadbalancerstats().getavailablezones().size() <= 1) { logger.debug("zone aware logic disabled or there is only one zone"); return super.chooseserver(key); //默认不配置可用区，走的是这段 } server server = null; try { loadbalancerstats lbstats = getloadbalancerstats(); map<string, zonesnapshot> zonesnapshot = zoneavoidancerule.createsnapshot(lbstats); logger.debug("zone snapshots: {}", zonesnapshot); if (triggeringload == null) { triggeringload = dynamicpropertyfactory.getinstance().getdoubleproperty( "zoneawareniwsdiscoveryloadbalancer." + this.getname() + ".triggeringloadperserverthreshold", 0.2d); } if (triggeringblackoutpercentage == null) { triggeringblackoutpercentage = dynamicpropertyfactory.getinstance().getdoubleproperty( "zoneawareniwsdiscoveryloadbalancer." + this.getname() + ".avoidzonewithblackoutpercetage", 0.99999d); } set<string> availablezones = zoneavoidancerule.getavailablezones(zonesnapshot, triggeringload.get(), triggeringblackoutpercentage.get()); logger.debug("available zones: {}", availablezones); if (availablezones != null && availablezones.size() < zonesnapshot.keyset().size()) { string zone = zoneavoidancerule.randomchoosezone(zonesnapshot, availablezones); logger.debug("zone chosen: {}", zone); if (zone != null) { baseloadbalancer zoneloadbalancer = getloadbalancer(zone); server = zoneloadbalancer.chooseserver(key); } } } catch (exception e) { logger.error("error choosing server using zone aware logic for load balancer={}", name, e); } if (server != null) { return server; } else { logger.debug("zone avoidance logic is not invoked."); return super.chooseserver(key); } } //实际走到的方法 public server chooseserver(object key) { if (counter == null) { counter = createcounter(); } counter.increment(); if (rule == null) { return null; } else { try { return rule.choose(key); } catch (exception e) { logger.warn("loadbalancer [{}]: error choosing server for key {}", name, key, e); return null; } } }} |
也就是说最终会调用 irule 选择到一个节点，这里支持很多策略，比如随机、轮训、响应时间权重等:
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public interface irule{ public server choose(object key); public void setloadbalancer(iloadbalancer lb); public iloadbalancer getloadbalancer(); } |
这里的loadbalancer是在baseloadbalancer的构造器中设置的，上文说过，对于每一个serviceid服务来说，当第一次调用的时候会初始化对应的spring上下文，而这个上下文中包含了所有ribbon相关的bean，其中就包括iloadbalancer、irule。
原因
通过跟踪堆栈，发现不同的serviceid，irule是同一个, 而上文说过，每个serviceid都拥有自己独立的上下文,包括独立的loadbalancer、irule，而irule是同一个，因此怀疑是这个bean是通过parent context获取到的，换句话说应用自己定义了一个这样的bean。查看代码果然如此。
这样就会导致一个问题，irule是共享的，而其他bean是隔离开的，因此后面的serviceid初始化的时候，会修改这个irule的loadbalancer, 导致之前的服务获取到的实例信息是错误的，从而导致接口404。
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public class baseloadbalancer extends abstractloadbalancer implements primeconnections.primeconnectionlistener, iclientconfigaware { public baseloadbalancer() { this.name = default_name; this.ping = null; setrule(default_rule); // 这里会设置irule的loadbalancer setuppingtask(); lbstats = new loadbalancerstats(default_name); }} |
解决方案
解决方法也很简单，最简单就将这个自定义的irule的bean干掉，另外更标准的做法是使用ribbonclients注解，具体做法可以参考文档。
总结
核心原因其实还是对于spring cloud的理解不够深刻，用法有错误，导致出现了一些比较诡异的问题。对于自己使用的组件、框架、甚至于每一个注解，都要了解其原理，能够清楚的说清楚这个注解有什么效果，有什么影响，而不是只着眼于解决眼前的问题。
再次声明:代码不是我写的=_=
好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对服务器之家的支持。
原文链接：https://github.com/aCoder2013/blog/issues/29
