SpringCloud Nacos + Ribbon 調用服務的 2 種方法！

• 2022 年 3 月 10 日
• 筆記

在 Nacos 中，服務調用主要是通過 RestTemplate + Ribbon 實現的，RestTemplate 是 Spring 提供的 Restful 請求實現類，而 Ribbon 是客戶端負載均衡器，通過 Ribbon 可以獲取服務實例的具體資訊（IP 和埠號），之後再通過 RestTemplate 加服務實例的具體資訊就可以完成一次服務調用了。
​

而 RestTemplate + Ribbon 調用服務的實現方式兩種：通過程式碼的方式調用服務和通過註解方式調用服務。但兩種實現方式的原理都是一樣的：都是通過註冊中心，將可用服務列表拉取到本地（客戶端），再通過客戶端負載均衡器得到某個伺服器的具體資訊，然後請求此伺服器即可，如下圖所示：

1.程式碼方式調用

通過程式碼的方式調用服務在實際工作中並不常用，主要是寫法太麻煩，但了解它對於後面理解註解調用方式有很大的幫助，所以我們這裡重點來看一下。
服務調用需要有兩個角色：一個是服務提供者（Provider），另一個是服務調用者（Consumer），接下來我們來創建一下這兩個角色。

1.1 創建服務提供者：Provider

第一步：先創建一個 Spring Boot 項目（Spring Cloud 項目是基於 Spring Boot 創建的），添加 spring-web 和 nacos-discovery 依賴，具體依賴資訊如下：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 添加 Nacos 支援 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

第二步：設置 Nacos 相關配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-provider # 項目名稱（nacos 註冊的服務名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登錄用戶名
        password: nacos666 # nacos 密碼
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服務端地址
server:
  port: 8081 # 項目啟動埠號

第三步：添加服務方法，如下程式碼所示：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
@RestController
public class HttpProviderApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HttpProviderApplication.class, args);
    }

    /**
     * 為客戶端提供可調用的介面
     */
    @RequestMapping("/call/{name}")
    public String call(@PathVariable String name) {
        return "I'm Provider. Received a message from: " + name;
    }
}

然後使用相同的方法再創建 2 個服務提供者，最終對應的埠號分別為：

127.0.0.1:8081
127.0.0.1:8082
127.0.0.1:8083

這 3 個服務提供者分別列印的內容是「I’m Provider…」、「I’m Provider2…」、「I’m Provider3…」，如下圖所示：

1.2 創建服務調用者：Consumer

本文的核心是服務調用者的實現程式碼，它的創建方式和服務提供者的創建方式類似。
第一步：創建一個 Spring Boot 項目，添加 spring-web 和 nacos-discovery 依賴，具體依賴內容如下：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 添加 Nacos 支援 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

可能有人會有疑問，本文標題是 Spring Cloud Alibaba Nacos + Ribbon，那為什麼不添加 Ribbon 的依賴呢？
這是因為 Spring Cloud Alibaba Nacos 中已經內置了 Ribbon 框架了，打開項目的依賴樹就可以清楚的看到了，如下圖所示：

第二步：設置 Nacos 相關配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-consumer # 項目名稱（nacos 註冊的服務名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登錄用戶名
        password: nacos666 # nacos 密碼
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服務端地址
server:
  port: 8091 # 項目啟動埠號

第三步：在項目啟動類中，使用 Spring Java Config 的方式聲明 RestTemplate 對象，如下程式碼所示：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@SpringBootApplication
public class RibbonCodeConsumerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(RibbonCodeConsumerApplication.class, args);
    }

    /**
     * 使用 Spring Java Config 方式聲明 RestTemplate
     */
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

第四步：使用 RestTemplate + Ribbon 的程式碼方式調用服務，首先使用 Ribbon 提供的 LoadBalancerClient 對象的 choose 方法，根據 Nacos 中的服務 id 獲取某個健康的服務實例，服務實例中包含服務的 IP 地址和埠號，然後再使用 RestTemplate 根據獲取到的 IP 和 埠號訪問服務即可，具體實現程式碼如下：

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalancerClient;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;
import javax.annotation.Resource;

@RestController
public class ConsumerController {
    // Ribbon 提供的負載均衡對象
    @Resource
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

    // Spring 提供進行 Restful 請求對象
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer")
    public String consumer(@RequestParam String name) {
        // 根據 Ribbon 提供的對象 + Nacos 的服務 id 獲取服務實例
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("springcloud-nacos-provider");
        // 獲取服務實例中的 ip
        String ip = serviceInstance.getHost();
        // 獲取服務實例中的埠號
        int port = serviceInstance.getPort();
        // 使用 restTemplate 請求並獲取結果
        String result = restTemplate.getForObject("//" + ip + ":" + port + "/call/" + name,String.class);
        return result;
    }
}

以上程式的執行結果如下圖所示：

2.註解方式調用

使用註解方式調用服務就簡單多了，服務提供者的創建方法和上面相同，這裡就不再贅述了，接下來我們來創建一個註解方式的服務調用者 Consumer。
第一步：創建一個 Spring Boot 項目，添加 spring-web 和 nacos-discovery 依賴，具體依賴內容如下：

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency>
<!-- 添加 Nacos 支援 -->
<dependency>
  <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
</dependency>

第二步：設置 Nacos 相關配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-consumer # 項目名稱（nacos 註冊的服務名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登錄用戶名
        password: nacos666 # nacos 密碼
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服務端地址
server:
  port: 8092 # 項目啟動埠號

第三步：在項目啟動類中，使用 Spring Java Config 的方式聲明 RestTemplate 對象，此步驟中，需要在 RestTemplate 對象上加上 @LoadBalanced 註解，加上此註解之後就可以讓 RestTemplate 對象自動支援負載均衡了，如下程式碼所示：

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.cloud.client.loadbalancer.LoadBalanced;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

@SpringBootApplication
public class RibbonAnnotationConsumerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(RibbonAnnotationConsumerApplication.class, args);
    }

    @LoadBalanced // 使 RestTemplate 自動支援 Ribbon 負載均衡
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

第四步：創建客戶端請求方法，具體實現程式碼如下：

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import org.springframework.web.client.RestTemplate;

import javax.annotation.Resource;

@RestController
public class ConsumerController {
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer")
    public String consumer(@RequestParam String name) {
        // 請求並獲取結果（springcloud-nacos-provider 為 Nacos 服務id）
        String result = restTemplate.getForObject("//springcloud-nacos-provider/call/" + name, String.class);
        return result;
    }
}

以上程式的執行結果如下圖所示：

註解實現原理分析

通過上述程式碼我們可以看出，Nacos 實現調用服務的關鍵是通過 @LoadBalanced，它為 RestTemplate 賦予了負載均衡的能力，從而可以正確的調用到服務，那 @LoadBalanced 是如何實現的呢？
要知道這個問題的答案，就得閱讀 LoadBalancerAutoConfiguration 的源碼。LoadBalancerAutoConfiguration 是實現客戶端負載均衡器的自動裝配類，隨著 Spring 的啟動而啟動，它的源碼內容有很多，我們這裡截取部分核心的方法來看一下：

@Bean
public SmartInitializingSingleton loadBalancedRestTemplateInitializerDeprecated(final ObjectProvider<List<RestTemplateCustomizer>> restTemplateCustomizers) {
    return () -> {
        restTemplateCustomizers.ifAvailable((customizers) -> {
            Iterator var2 = this.restTemplates.iterator();

            while(var2.hasNext()) {
                RestTemplate restTemplate = (RestTemplate)var2.next();
                Iterator var4 = customizers.iterator();

                while(var4.hasNext()) {
                    RestTemplateCustomizer customizer = (RestTemplateCustomizer)var4.next();
                    customizer.customize(restTemplate);
                }
            }

        });
    };
}

這裡的 this.restTemplates.iterator() 既所有被 @LoadBalanced 註解修飾的 RestTemplate 對象，所有被 @LoadBalanced 修飾的 RestTemplate 對象會被強轉為 RestTemplateCustomizer 對象，而這個對象的實現源碼如下：

@Bean
@ConditionalOnMissingBean
public RestTemplateCustomizer restTemplateCustomizer(final LoadBalancerInterceptor loadBalancerInterceptor) {
    return (restTemplate) -> {
        List<ClientHttpRequestInterceptor> list = new ArrayList(restTemplate.getInterceptors());
        list.add(loadBalancerInterceptor);
        restTemplate.setInterceptors(list);
    };
}

也就是所有被 @LoadBalanced 註解修飾的 RestTemplate 對象，會為其添加一個 loadBalancerInterceptor 的攔截器，攔截器的實現源碼如下：

public class LoadBalancerInterceptor implements ClientHttpRequestInterceptor {
    private LoadBalancerClient loadBalancer;
    private LoadBalancerRequestFactory requestFactory;

    public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer, LoadBalancerRequestFactory requestFactory) {
        this.loadBalancer = loadBalancer;
        this.requestFactory = requestFactory;
    }

    public LoadBalancerInterceptor(LoadBalancerClient loadBalancer) {
        this(loadBalancer, new LoadBalancerRequestFactory(loadBalancer));
    }

    public ClientHttpResponse intercept(final HttpRequest request, final byte[] body, final ClientHttpRequestExecution execution) throws IOException {
        URI originalUri = request.getURI();
        String serviceName = originalUri.getHost();
        Assert.state(serviceName != null, "Request URI does not contain a valid hostname: " + originalUri);
        return (ClientHttpResponse)this.loadBalancer.execute(serviceName, this.requestFactory.createRequest(request, body, execution));
    }
}

從上述源碼可以看出，@LoadBalanced 的執行流程是，被 @LoadBalanced 註解修飾的 RestTemplate 對象，會被 LoadBalancerInterceptor 攔截器所攔截，攔截之後使用 LoadBalancerClient 對象，按照負載均衡的策略獲取一個健康的服務實例，然後再通過服務實例的 IP 和埠，調用實例方法，從而完成服務請求。

總結

Nacos 調用 Restful 服務是通過內置的 Ribbon 框架實現的，它有兩種調用方法，通過程式碼的方式或通過註解的方式完成調用。其中註解的方式使用起來比較簡單，只需要在 RestTemplate 對象上添加一個 @LoadBalanced 註解，就可以為請求對象賦予負載均衡的能力了。
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是非審之於己，毀譽聽之於人，得失安之於數。

公眾號：Java中文社群

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