SpringCloud Nacos + Ribbon 调用服务的 2 种方法！

在 Nacos 中，服务调用主要是通过 RestTemplate + Ribbon 实现的，RestTemplate 是 Spring 提供的 Restful 请求实现类，而 Ribbon 是客户端负载均衡器，通过 Ribbon 可以获取服务实例的具体信息（IP 和端口号），之后再通过 RestTemplate 加服务实例的具体信息就可以完成一次服务调用了。

而 RestTemplate + Ribbon 调用服务的实现方式两种：通过代码的方式调用服务和通过注解方式调用服务。但两种实现方式的原理都是一样的：都是通过注册中心，将可用服务列表拉取到本地（客户端），再通过客户端负载均衡器得到某个服务器的具体信息，然后请求此服务器即可，如下图所示：

1.代码方式调用

通过代码的方式调用服务在实际工作中并不常用，主要是写法太麻烦，但了解它对于后面理解注解调用方式有很大的帮助，所以我们这里重点来看一下。服务调用需要有两个角色：一个是服务提供者（Provider），另一个是服务调用者（Consumer），接下来我们来创建一下这两个角色。

1.1 创建服务提供者：Provider

第一步：先创建一个 Spring Boot 项目（Spring Cloud 项目是基于 Spring Boot 创建的），添加 spring-web 和 nacos-discovery 依赖，具体依赖信息如下：

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

第二步：设置 Nacos 相关配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-provider # 项目名称（nacos 注册的服务名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登录用户名
        password: nacos666 # nacos 密码
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服务端地址
server:
  port: 8081 # 项目启动端口号

第三步：添加服务方法，如下代码所示：

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);
    }

    /**
     * 为客户端提供可调用的接口
     */
    @RequestMapping("/call/{name}")
    public String call(@PathVariable String name) {
        return "I'm Provider. Received a message from: " + name;
    }
}

然后使用相同的方法再创建 2 个服务提供者，最终对应的端口号分别为：

127.0.0.1:8081 127.0.0.1:8082 127.0.0.1:8083

这 3 个服务提供者分别打印的内容是“I'm Provider...”、“I'm Provider2...”、“I'm Provider3...”，如下图所示：

1.2 创建服务调用者：Consumer

本文的核心是服务调用者的实现代码，它的创建方式和服务提供者的创建方式类似。第一步：创建一个 Spring Boot 项目，添加 spring-web 和 nacos-discovery 依赖，具体依赖内容如下：

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

可能有人会有疑问，本文标题是 Spring Cloud Alibaba Nacos + Ribbon，那为什么不添加 Ribbon 的依赖呢？这是因为 Spring Cloud Alibaba Nacos 中已经内置了 Ribbon 框架了，打开项目的依赖树就可以清楚的看到了，如下图所示：

第二步：设置 Nacos 相关配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-consumer # 项目名称（nacos 注册的服务名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登录用户名
        password: nacos666 # nacos 密码
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服务端地址
server:
  port: 8091 # 项目启动端口号

第三步：在项目启动类中，使用 Spring Java Config 的方式声明 RestTemplate 对象，如下代码所示：

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 方式声明 RestTemplate
     */
    @Bean
    RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

第四步：使用 RestTemplate + Ribbon 的代码方式调用服务，首先使用 Ribbon 提供的 LoadBalancerClient 对象的 choose 方法，根据 Nacos 中的服务 id 获取某个健康的服务实例，服务实例中包含服务的 IP 地址和端口号，然后再使用 RestTemplate 根据获取到的 IP 和端口号访问服务即可，具体实现代码如下：

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 提供的负载均衡对象
    @Resource
    private LoadBalancerClient loadBalancerClient;

    // Spring 提供进行 Restful 请求对象
    @Resource
    private RestTemplate restTemplate;

    @GetMapping("/consumer")
    public String consumer(@RequestParam String name) {
        // 根据 Ribbon 提供的对象 + Nacos 的服务 id 获取服务实例
        ServiceInstance serviceInstance = loadBalancerClient.choose("springcloud-nacos-provider");
        // 获取服务实例中的 ip
        String ip = serviceInstance.getHost();
        // 获取服务实例中的端口号
        int port = serviceInstance.getPort();
        // 使用 restTemplate 请求并获取结果
        String result = restTemplate.getForObject("http://" + ip + ":" + port + "/call/" + name,String.class);
        return result;
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：

2.注解方式调用

使用注解方式调用服务就简单多了，服务提供者的创建方法和上面相同，这里就不再赘述了，接下来我们来创建一个注解方式的服务调用者 Consumer。第一步：创建一个 Spring Boot 项目，添加 spring-web 和 nacos-discovery 依赖，具体依赖内容如下：

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

第二步：设置 Nacos 相关配置，在 application.yml 中添加以下配置：

spring:
  application:
    name: springcloud-nacos-consumer # 项目名称（nacos 注册的服务名）
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        username: nacos # nacos 登录用户名
        password: nacos666 # nacos 密码
        server-addr: 127.0.0.1:8848 # nacos 服务端地址
server:
  port: 8092 # 项目启动端口号

第三步：在项目启动类中，使用 Spring Java Config 的方式声明 RestTemplate 对象，此步骤中，需要在 RestTemplate 对象上加上 @LoadBalanced 注解，加上此注解之后就可以让 RestTemplate 对象自动支持负载均衡了，如下代码所示：

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 自动支持 Ribbon 负载均衡
    @Bean
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

第四步：创建客户端请求方法，具体实现代码如下：

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) {
        // 请求并获取结果（springcloud-nacos-provider 为 Nacos 服务id）
        String result = restTemplate.getForObject("http://springcloud-nacos-provider/call/" + name, String.class);
        return result;
    }
}

以上程序的执行结果如下图所示：

注解实现原理分析

通过上述代码我们可以看出，Nacos 实现调用服务的关键是通过 @LoadBalanced，它为 RestTemplate 赋予了负载均衡的能力，从而可以正确的调用到服务，那 @LoadBalanced 是如何实现的呢？要知道这个问题的答案，就得阅读 LoadBalancerAutoConfiguration 的源码。LoadBalancerAutoConfiguration 是实现客户端负载均衡器的自动装配类，随着 Spring 的启动而启动，它的源码内容有很多，我们这里截取部分核心的方法来看一下：

@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);
                }
            }

        });
    };
}

这里的 this.restTemplates.iterator() 既所有被 @LoadBalanced 注解修饰的 RestTemplate 对象，所有被 @LoadBalanced 修饰的 RestTemplate 对象会被强转为 RestTemplateCustomizer 对象，而这个对象的实现源码如下：

@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 注解修饰的 RestTemplate 对象，会为其添加一个 loadBalancerInterceptor 的拦截器，拦截器的实现源码如下：

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));
    }
}

从上述源码可以看出，@LoadBalanced 的执行流程是，被 @LoadBalanced 注解修饰的 RestTemplate 对象，会被 LoadBalancerInterceptor 拦截器所拦截，拦截之后使用 LoadBalancerClient 对象，按照负载均衡的策略获取一个健康的服务实例，然后再通过服务实例的 IP 和端口，调用实例方法，从而完成服务请求。

总结

Nacos 调用 Restful 服务是通过内置的 Ribbon 框架实现的，它有两种调用方法，通过代码的方式或通过注解的方式完成调用。其中注解的方式使用起来比较简单，只需要在 RestTemplate 对象上添加一个 @LoadBalanced 注解，就可以为请求对象赋予负载均衡的能力了。