Spring Cloud LoadBalancer

导学

"Ribbon 进入维护模式了，CTO 大翔让我评估一下替代方案。"白歌在周会上说。

小崔有点紧张："Ribbon 我用得挺好的啊，为什么要换？"

白歌解释道："Ribbon 基于阻塞 I/O 线程模型，在高并发场景下线程开销大。Spring Cloud 官方推出的 LoadBalancer 基于 Reactor 响应式架构，是 Ribbon 的继任者。而且从 Spring Cloud 2020.0.x 开始，如果项目中不显式引入 Ribbon，默认就会使用 LoadBalancer。"

定位与问题场景

Ribbon 的核心问题：基于 Servlet 阻塞模型，每个请求占用一个线程，在微服务间高频调用场景下线程上下文切换开销大。Spring Cloud LoadBalancer 通过响应式架构解决了这个问题：

维度RibbonSpring Cloud LoadBalancer
线程模型阻塞（Servlet）响应式（Reactor）
维护状态已进入维护模式官方活跃维护
Spring 集成通过拦截器适配原生 Spring 生态
自定义策略实现 IRule 接口实现 ReactorLoadBalancer
缓存无内置缓存内置 LoadBalancerCacheManager

Spring Cloud LoadBalancer 核心原理

架构对比

核心组件

组件职责
ReactorLoadBalancer<T>响应式负载均衡器接口，T 为实例类型
RoundRobinLoadBalancer默认轮询实现
RandomLoadBalancer随机实现
ServiceInstanceListSupplier响应式获取服务实例列表（从 DiscoveryClient）
LoadBalancerClientFactory创建和管理每个服务的 LoadBalancer 实例

负载均衡流程

完整示例：飞翔科技订单服务迁移到 LoadBalancer

场景描述

将订单服务从 Ribbon 迁移到 Spring Cloud LoadBalancer，保持相同的负载均衡能力。

操作前后对比：

维度迁移前（Ribbon）迁移后（LoadBalancer）
依赖spring-cloud-starter-netflix-ribbonspring-cloud-starter-loadbalancer
配置方式Ribbon 专属配置Spring 原生 @Bean
调用方式RestTemplate + @LoadBalancedRestTemplate + @LoadBalanced（兼容）
自定义策略IRuleReactorLoadBalancer

步骤一：依赖切换

<!-- 移除 Ribbon -->
<!-- <dependency>
    <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
    <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency> -->

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

步骤二：RestTemplate 配置（向后兼容）

@Configuration
public class RestTemplateConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced   // LoadBalancer 拦截器自动生效
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

无需修改任何调用代码——RestTemplate + @LoadBalanced 注解保持不变。

步骤三：自定义随机负载均衡策略

public class CustomRandomLoadBalancer implements ReactorServiceInstanceLoadBalancer {

    private final String serviceId;
    private final ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> suppliers;

    public CustomRandomLoadBalancer(
            String serviceId,
            ObjectProvider<ServiceInstanceListSupplier> suppliers) {
        this.serviceId = serviceId;
        this.suppliers = suppliers;
    }

    @Override
    public Mono<Response<ServiceInstance>> choose(Request request) {
        ServiceInstanceListSupplier supplier = suppliers.getIfAvailable();
        return supplier.get(request)
                .collectList()
                .map(instances -> {
                    if (instances.isEmpty()) {
                        return new EmptyResponse();
                    }
                    // 随机选择一个实例
                    int index = ThreadLocalRandom.current()
                            .nextInt(instances.size());
                    return new DefaultResponse(instances.get(index));
                });
    }
}

@Configuration
public class CustomLoadBalancerConfig {

    @Bean
    public ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> customLoadBalancer(
            Environment environment,
            LoadBalancerClientFactory factory) {
        String serviceId = environment.getProperty(
                LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new CustomRandomLoadBalancer(
                serviceId,
                factory.getLazyProvider(serviceId, ServiceInstanceListSupplier.class)
        );
    }
}

步骤四：响应式 WebClient 调用（高级用法）

@RestController
public class OrderController {
    @Autowired
    private WebClient.Builder webClientBuilder;

    // LoadBalancer + WebClient（响应式，推荐新项目使用）
    @GetMapping("/order/check-stock-reactive/{productId}")
    public Mono<Map> checkStockReactive(@PathVariable Long productId) {
        return webClientBuilder.build()
                .get()
                .uri("http://FEIXIANG-INVENTORY-SERVICE/inventory/" + productId)
                .retrieve()
                .bodyToMono(Map.class);
    }
}

易错场景

1. Spring Cloud 2020.x 之前引入 LoadBalancer 导致 Ribbon 失效

Spring Cloud Hoxton 及更早版本默认使用 Ribbon。如果手动引入 spring-cloud-starter-loadbalancer，需要排除 Ribbon 的自动配置：

spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      ribbon:
        enabled: false

2. 自定义 LoadBalancer 未注册导致 NoInstanceAvailableException

自定义的 ReactorLoadBalancer Bean 必须被 Spring 容器管理，且 Bean Name 必须遵循约定：

@LoadBalancerClient(
    name = "FEIXIANG-INVENTORY-SERVICE",
    configuration = CustomLoadBalancerConfig.class
)

3. WebClient 与 RestTemplate 混用时 LoadBalancer 不一致

@LoadBalanced 注解对 RestTemplate 生效，但不影响 WebClient。使用 WebClient 时需通过 @LoadBalanced WebClient.Builder 自动注入。

4. 滥用缓存导致扩缩容感知延迟

LoadBalancer 默认启用缓存，实例列表不会每次都去注册中心拉取。如果频繁扩缩容，需调整缓存 TTL：

spring:
  cloud:
    loadbalancer:
      cache:
        ttl: 10s        # 缓存 10 秒
        capacity: 256

面试考点

Spring Cloud LoadBalancer 与 Ribbon 的区别？

  1. LoadBalancer 基于 Reactor 响应式架构，Ribbon 基于阻塞线程模型
  2. LoadBalancer 是 Spring 官方维护，Ribbon 已停更
  3. LoadBalancer 与 Spring 生态（WebClient、Reactive）深度集成
  4. LoadBalancer 内置缓存支持（基于 Caffeine），Ribbon 无内置缓存
  5. Spring Cloud 2020.0.x 起默认使用 LoadBalancer

Spring Cloud LoadBalancer 的工作流程？

① 请求到达 @LoadBalanced RestTemplate 或 WebClient；② 拦截器从请求 URL 中提取服务名；③ LoadBalancerClientFactory 根据服务名获取对应的 ReactorLoadBalancer；④ ServiceInstanceListSupplier 从 DiscoveryClient 响应式获取实例列表；⑤ ReactorLoadBalancer.choose() 根据策略选择一个实例；⑥ 替换 URL 中的服务名为实际 IP:Port，发起真实请求。

如何在 LoadBalancer 中实现 Nacos 权重策略？

Nacos 实例元数据中包含 nacos.weight，可以自定义 ReactorLoadBalancer 读取该权重值，实现加权随机或加权轮询。Spring Cloud Alibaba 已内置 Nacos 权重负载均衡支持，引入 spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery 后自动生效。

小结

Spring Cloud LoadBalancer 是 Ribbon 的官方继任者，基于响应式架构提供了更现代的负载均衡能力。迁移成本极低——RestTemplate + @LoadBalanced 注解完全兼容，自定义策略也只需实现 ReactorLoadBalancer 接口。名字找到了、实例选好了，下一步就是如何优雅地写调用代码——声明式 HTTP 客户端 Feign 登场。