使用nginx的負載均衡機制實現用戶無感更新服務
- 2020 年 2 月 13 日
- 筆記
知識改變命運，擼碼使我快樂，2020繼續遊走在開源界 點贊再看，養成習慣 給我來個Star吧，點擊了解基於新一代接口服務框架 「ApiBoot」 的前後分離（ 「Vue + ElementUI」 ）管理平台基礎解決方案腳手架示例。
前言
用戶請求的轉發是接口服務在部署時必須要做的一步。
請求轉發的步驟大約分為如下幾步：
- 域名解析到轉發服務器
- 轉發服務器會根據權重(weight)、備用(backup)配置轉發到統一網關
- 如果統一網關存在灰度的配置，需要根據身份或者頭信息過濾請求
- 轉發到具體的業務服務
目前市面上優秀的請求轉發有很多種，比如：Nginx、F5、Kong、Tengine等，其中Tengine是阿里巴巴基於Nginx進行封裝，我們本章的內容基於Nginx進行講解，我們先來準備下nginx的測試環境。
準備環境
如果你的測試環境沒有安裝Nginx，下面我通過兩種方式來說下具體的安裝過程。
使用Brew安裝Nginx
如果你是OSX系統，可以直接使用brew管理工具進行安裝，這種方式比較簡單，自動從遠程服務器下載最新穩定的版本進行解壓、配置環境等。
# 安裝nginx ➜ ~ brew install nginx
靜靜等待~
安裝完成後，我們先來修改下端口號（brew安裝包把默認的監聽端口號改為了8080，一般在使用解壓的方式安裝時監聽端口都是80）。
我們需要先找到nginx.conf這個文件的位置：
➜ ~ sudo find / -name nginx.conf /usr/local/etc/nginx/nginx.conf
找到文件後，我們通過sudo vi /usr/local/etc/nginx/nginx.conf命令來修改默認的端口號，位置如下：
server { listen 80; server_name localhost; #... }
修改後保存退出。
最後不要忘記重啟Nginx服務。
➜ ~ brew services restart nginx
解壓包方式
首先去nginx官方提供 http://nginx.org/download 的下載地址去挑選自己中意的版本，下面以1.17.7版本示例：
點擊下載完成後解壓安裝即可（注意編譯環境，可能會缺少一些依賴庫，本機安裝對應的依賴就可以了）
# 解壓nginx tar -xvf nginx-1.17.7.tar.gz # 進入目錄 cd nginx-1.17.7 # 配置 ./configure --prefix=/usr/local/nginx # 編譯 sudo make # 安裝 sudo make install # 進入nginx執行目錄 cd /usr/local/nginx/sbin # 啟動nginx ./nginx
安裝完成如果訪問 http://127.0.0.1 可以看到Welcome to nginx!字樣，說明我們已經安裝成功了。
示例項目
為了演示更新服務用戶無痛感知，我們先來創建一個簡單的SpringBoot示例項目，在項目內添加一個測試接口，項目pom.xml依賴如下所示：
<dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> </dependency> </dependencies>
示例接口
創建一個名為TestController的測試控制器，如下所示：
/** * 測試控制器 * * @author 恆宇少年 */ @RestController @RequestMapping(value = "/test") public class TestController { @Autowired private ServerProperties serverProperties; @GetMapping public String hello() { return "請求分發到了，端口號：" + serverProperties.getPort() + "的服務，接口訪問成功."; } }
配置轉發
我們測試所需要的請求接口已經準備好了，接下來需要在訪問nginx時將請求轉發到我們測試的接口，配置轉發時需要用到nginx的兩個關鍵字，分別是upstream、location。
- upstream：服務器組，配置請求分發到組內多台服務器。
- location：轉發的路徑前綴，如："/user/"，當我們訪問
http://127.0.0.1/user/1時，就會執行該location的轉發業務。
upstream轉發流程如下圖所示：
image
配置UpStream
在nginx.conf文件http內添加轉發的服務器組(upstream)，如下所示：
# 負載配置 upstream test { server 127.0.0.1:8080 weight=1; server 127.0.0.1:9090 weight=2; server 127.0.0.1:9000 backup; }
配置Location
在上面已經配置好了服務器組，我們需要把名為test的服務器組作為代理的方式配置在location，在location的server下新增一個location，如下所示：
# 配置"/lb/"路徑的請求全部轉發到本地8080端口 location /lb/ { proxy_pass http://test/; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; proxy_connect_timeout 50; proxy_read_timeout 50; proxy_send_timeout 50; }
重啟Nginx
我這裡是使用brew的方式安裝的nginx，所以重啟的命令如下所示：
brew services restart nginx
如果你是安裝包的方式安裝：
# 進入安裝包目錄 cd /usr/local/nginx/sbin # 重載 ./nginx -s reload
權重配置
在nginx中有一個權重的概念，根據權重值的大小來控制請求流量，當權重的配值越大時，流量分發就會越多，我們在test服務器組內配置權重解釋：
-
server 127.0.0.1:8080 weight 1;權重佔比為1/3，每3次請求會轉發1次到這台服務器上。 -
server 127.0.0.1:9090 weight 2;權重佔比為2/3，每3次請求會轉發2次到這台服務器上。
備用配置
當我們在upstream內的server尾部添加backup時，表示這台服務器是備用服務器，只有其他服務器都停機時才會啟用，我們更新時其實就利用的這一點。
運行測試
為了演示方便我們直接將本章測試項目package打包後，通過--server.port來指定運行的端口號來模擬多台服務器的場景。
# 啟動127.0.0.1:8080服務器 java -jar target/use-nginx-loadbalance-upgrade-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar --server.port=8080 # 啟動127.0.0.1:9090服務器 java -jar target/use-nginx-loadbalance-upgrade-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar --server.port=9090 # 啟動127.0.0.1:9000備用服務器 java -jar target/use-nginx-loadbalance-upgrade-service-0.0.1-SNAPSHOT.jar --server.port=9000
注意：使用多個終端窗口運行服務。
在nginx.conf>server中配置location的轉發條件為/lb/路徑前綴，所以我們訪問 http://127.0.0.1/lb/test （由於nginx監聽的端口號是80，所以通過nginx訪問轉發時不需要攜帶端口號）就會被轉發到test服務器組內的服務器上。
測試點：權重轉發
curl http://localhost/lb/test 端口號：8080，接口訪問成功. curl http://localhost/lb/test 端口號：9090，接口訪問成功. curl http://localhost/lb/test 端口號：9090，接口訪問成功. curl http://localhost/lb/test 端口號：8080，接口訪問成功.
根據訪問的結果來看，8080端口號的服務是每3次中請求了1次，而9090則是每3次中請求了2次，這一點正是符合我們配置的權重（weight），測試通過。
測試點：備用生效
我們把8080、9090這兩個服務都停掉，再次訪問 http://127.0.0.1/lb/test 。
curl http://localhost/lb/test 端口號：9000，接口訪問成功. curl http://localhost/lb/test 端口號：9000，接口訪問成功. curl http://localhost/lb/test 端口號：9000，接口訪問成功.
可以看到我們的備用服務器啟用了，已經把全部的請求流量轉發到9000這台服務上，測試通過。
敲黑板，劃重點
當我們把8080、9090都停掉時，備用服務器會啟用，這時我們就可以來更新8080、9090這兩個服務的運行代碼，更新完成後重啟，只要8080、9090這兩台服務器有一台處於運行狀態，nginx就不會把流量分發到備用的9000，以此類推把全部的服務都更新完成。
代碼示例
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