Spring Cloud Load Balancer 实战指南

1. 简介

随着微服务架构的普及，跨多服务器运行分布式服务已成为常态。本文将探讨如何使用 Spring Cloud Load Balancer 构建高容错应用，实现服务调用的智能负载均衡。

2. 负载均衡解析

负载均衡的本质是将流量分发到同一应用的多个实例上。为构建容错系统，我们通常会部署多个应用实例。当服务间需要通信时，必须选择特定实例处理请求。

常见的负载均衡算法包括：

随机选择：随机挑选实例
轮询：按固定顺序循环选择
最少连接：优先选择当前连接数最少的实例
加权指标：基于权重指标（如CPU/内存使用率）选择最优实例
IP哈希：通过客户端IP哈希映射到固定实例

每种算法各有优劣：

随机和轮询实现简单但资源利用率可能不均
最少连接和加权指标实现复杂但资源利用更优
IP哈希适合会话保持场景，但容错性较差

3. Spring Cloud Load Balancer 实战

Spring Cloud Load Balancer 库让我们能轻松实现负载均衡的服务间通信。下面通过示例演示如何创建服务端和客户端。

3.1 服务端示例

创建基础 Spring Boot 应用：

@SpringBootApplication
@RestController
public class ServerApplication {

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

    @Value("${server.instance.id}")
    String instanceId;

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return String.format("Hello from instance %s", instanceId);
    }
}

关键点说明：

通过 instanceId 区分不同实例
提供简单的 /hello 接口返回实例信息

默认实例运行在 8080 端口（ID=1）。启动第二个实例需添加参数：

--server.instance.id=2 --server.port=8081

3.2 客户端示例

添加核心依赖：

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

实现 ServiceInstanceListSupplier 接口（这是框架的核心接口）：

class DemoInstanceSupplier implements ServiceInstanceListSupplier {
    private final String serviceId;

    public DemoInstanceSupplier(String serviceId) {
        this.serviceId = serviceId;
    }

    @Override
    public String getServiceId() {
        return serviceId;
    }

    @Override
    public Flux<List<ServiceInstance>> get() {
        return Flux.just(Arrays.asList(
            new DefaultServiceInstance(serviceId + "1", serviceId, "localhost", 8080, false),
            new DefaultServiceInstance(serviceId + "2", serviceId, "localhost", 8081, false)
        ));
    }
}

踩坑提醒：生产环境切勿硬编码服务地址！后续会介绍动态发现方案。

配置负载均衡客户端：

@Configuration
@LoadBalancerClient(name = "example-service", configuration = DemoServerInstanceConfiguration.class)
class WebClientConfig {
    @LoadBalanced
    @Bean
    WebClient.Builder webClientBuilder() {
        return WebClient.builder();
    }
}

关键点说明：

使用伪服务名 example-service 作为占位符
框架运行时会自动替换为真实实例地址

创建服务实例配置：

@Configuration
class DemoServerInstanceConfiguration {
    @Bean
    ServiceInstanceListSupplier serviceInstanceListSupplier() {
        return new DemoInstanceSupplier("example-service");
    }
}

实现客户端请求逻辑：

@SpringBootApplication
public class ClientApplication {

    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext ctx = new SpringApplicationBuilder(ClientApplication.class)
          .web(WebApplicationType.NONE)
          .run(args);

        WebClient loadBalancedClient = ctx.getBean(WebClient.Builder.class).build();

        for(int i = 1; i <= 10; i++) {
            String response = loadBalancedClient.get()
              .uri("http://example-service/hello")
              .retrieve().toEntity(String.class)
              .block().getBody();
            System.out.println(response);
        }
    }
}

运行结果验证负载均衡效果：

Hello from instance 2
Hello from instance 1
Hello from instance 2
Hello from instance 1
Hello from instance 2
Hello from instance 1
Hello from instance 2
Hello from instance 1
Hello from instance 2
Hello from instance 1

4. 进阶特性

基础示例仅展示了框架的核心功能，实际开发中这些特性更值得关注：

负载均衡策略

默认使用 RoundRobinLoadBalancer（轮询）
提供 RandomLoadBalancer（随机）
可自定义 ReactorServiceInstanceLoadBalancer 实现复杂算法

服务发现

通过 DiscoveryClientServiceInstanceListSupplier 实现动态发现
支持 Eureka、Zookeeper 等注册中心集成

重试机制

基于 Spring Retry 库实现
支持失败请求自动重试（可配置延迟策略）

监控指标

内置 Micrometer 指标收集
提供实例级基础监控，支持自定义指标

实例缓存

通过 LoadBalancerCacheManager 缓存服务实例
解决远程查询的性能瓶颈和单点故障问题

重要提示：服务实例查询通常涉及远程调用，缓存能显著提升系统稳定性

5. 总结

负载均衡是构建现代容错系统的核心组件。Spring Cloud Load Balancer 提供了：

灵活的负载均衡策略
无缝的服务发现集成
生产级特性（重试/监控/缓存）

通过组合这些能力，我们可以轻松实现高可用的微服务通信架构。所有示例代码可在 GitHub 获取完整实现。

Persistence

REST

Security