微服务多机部署与负载均衡实战：从手写轮询到 Spring Cloud LoadBalancer 落地

微服务多机部署与负载均衡实战：从手写轮询到 Spring Cloud LoadBalancer 落地

在微服务架构里，单实例服务扛不住高并发 ，多实例部署是常态。但多实例跑起来后，请求怎么均匀分给不同机器？这就是负载均衡要解决的核心问题。

本文基于 Spring Cloud 环境，从手写轮询踩坑，到 Spring Cloud LoadBalancer 开箱即用，再到 Linux 多实例部署，带你彻底吃透客户端负载均衡。

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一、为什么要做负载均衡？先看痛点

先回顾一下原生服务调用代码：

// 1. 根据服务名获取实例列表
List<ServiceInstance> instances = discoveryClient.getInstances("product-service");
// 2. 直接拿第一个实例
EurekaServiceInstance instance = (EurekaServiceInstance) instances.get(0);

问题很明显：

• 服务多实例部署，请求永远打在第一台机器

• 其他实例完全闲置，单节点压力巨大，容易雪崩

• 完全达不到高可用、水平扩容的目的

我们启动 3 个 product-service 实例（9090/9091/9092），连续请求订单服务，日志会发现：

LUCF: product-service:9090
LUCF: product-service:9090
LUCF: product-service:9090

所有流量都堆在一台机器，这绝对不是我们想要的。

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二、手写负载均衡：最简单的轮询实现

既然默认只取第一个，那我们自己按顺序轮询不就行了？

核心思路：

• 用 AtomicInteger 保证线程安全计数

• 每次请求对实例数量取模，循环选择实例

代码改造如下：

@Configuration
public class BeanConfig {
    // 原子计数器，保证线程安全
    private static final AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(1);
    private static List<ServiceInstance> instances;

    // 项目启动时加载服务列表
    @PostConstruct
    public void init() {
        instances = discoveryClient.getInstances("product-service");
    }

    public OrderInfo selectOrderById(Integer orderId) {
        OrderInfo orderInfo = orderMapper.selectOrderById(orderId);
        // 轮询计算索引
        int index = atomicInteger.getAndIncrement() % instances.size();
        ServiceInstance instance = instances.get(index);
        // 拼接真实地址
        String url = instance.getUri() + "/product/" + orderInfo.getProductId();
        ProductInfo productInfo = restTemplate.getForObject(url, ProductInfo.class);
        orderInfo.setProductInfo(productInfo);
        return orderInfo;
    }
}

再看日志，请求均匀分配：

LUCF: product-service:9091
LUCF: product-service:9090
LUCF: product-service:9092
LUCF: product-service:9091

✅ 负载均衡生效！

但手写有明显缺点：

• 代码侵入业务，冗余且难维护

• 只支持简单轮询，不支持权重、随机等策略

• 生产环境不推荐

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三、负载均衡核心：服务端 vs 客户端

1. 服务端负载均衡

• 请求先到独立负载均衡器（Nginx、F5）

• 由均衡器统一分发到后端服务

• 代表组件：Nginx

2. 客户端负载均衡

• 均衡逻辑集成在调用方（客户端）

• 客户端从注册中心拉取服务列表

• 发送请求前自己选实例

• 代表组件：Spring Cloud LoadBalancer（替代 Ribbon）

两者最大区别：服务实例清单存在哪里

• 服务端：均衡器维护

• 客户端：调用方本地维护

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四、Spring Cloud LoadBalancer 开箱即用

Spring Cloud 2020.0.1 后移除 Ribbon，官方主推 Spring Cloud LoadBalancer。

1. 三步快速集成

① 给 RestTemplate 加注解

@Configuration
public class BeanConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced // 开启负载均衡
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

② 调用地址改用服务名

public OrderInfo selectOrderById(Integer orderId) {
    OrderInfo orderInfo = orderMapper.selectOrderById(orderId);
    // 不再写死 IP:端口，直接用服务名
    String url = "http://product-service/product/" + orderInfo.getProductId();
    ProductInfo productInfo = restTemplate.getForObject(url, ProductInfo.class);
    orderInfo.setProductInfo(productInfo);
    return orderInfo;
}

③ 启动多实例测试

IDEA 复制启动配置，添加 VM 参数：

-Dserver.port=9091
-Dserver.port=9092

连续请求，日志自动轮询分发。

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五、负载均衡策略：轮询 & 随机 & 自定义

Spring Cloud LoadBalancer 自带两种策略：

1. 轮询（默认）

请求按顺序轮流分配，适合实例配置相近场景。

2. 随机

随机选一个实例，实现简单，流量分布较均匀。

3. 自定义策略（以随机为例）

① 定义策略配置类

public class LoadBalancerConfig {
    @Bean
    public ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(
            Environment environment,
            LoadBalancerClientFactory factory) {
        String name = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        return new RandomLoadBalancer(
                factory.getLazyProvider(name, ServiceInstanceListSupplier.class),
                name
        );
    }
}

注意：不要加 @Configuration，避免被全局扫描。

② 绑定到服务

@Configuration
// 对 product-service 启用随机策略
@LoadBalancerClient(name = "product-service", configuration = LoadBalancerConfig.class)
public class BeanConfig {
    @Bean
    @LoadBalanced
    public RestTemplate restTemplate() {
        return new RestTemplate();
    }
}

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六、LoadBalancer 核心原理

核心是 LoadBalancerInterceptor 拦截器：

1. 拦截 RestTemplate 请求，提取服务名（如 product-service）

2. 从 Eureka 获取该服务的所有实例

3. 按负载均衡策略选中一个实例

4. 把服务名替换成真实 IP: 端口，发起调用

源码简化流程：

public ClientHttpResponse intercept(HttpRequest request, byte[] body, ClientHttpRequestExecution execution) {
    // 1. 获取服务名
    String serviceName = request.getURI().getHost();
    // 2. 负载均衡选择实例
    ServiceInstance instance = loadBalancer.choose(serviceName);
    // 3. 替换地址并转发
    return execution.execute(request, body);
}

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七、Linux 环境多实例部署实战

本地测试完，上线到 Linux 服务器：

1. 服务打包

Maven 执行 package，得到 3 个 jar：

• eureka-server.jar

• order-service.jar

• product-service.jar

2. 后台启动多实例

# 启动注册中心
nohup java -jar eureka-server.jar > logs/eureka.log &

# 启动订单服务
nohup java -jar order-service.jar > logs/order.log &

# 启动 3 个商品服务实例
nohup java -jar product-service.jar --server.port=9090 > logs/product-9090.log &
nohup java -jar product-service.jar --server.port=9091 > logs/product-9091.log &
nohup java -jar product-service.jar --server.port=9092 > logs/product-9092.log &

3. 防火墙开放端口

以腾讯云为例：

• 进入防火墙 → 添加规则

• 协议 TCP，端口 8761,8080,9090,9091,9092

• 策略允许

4. 验证

• 访问 Eureka：http:// 服务器 IP:8761

• 查看 product-service 有 3 个实例 UP

• 请求订单接口，负载均衡正常分发

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八、总结

1. 负载均衡是微服务高并发、高可用的必备组件

2. 客户端负载均衡：调用方本地选实例，无单点、性能好

3. Spring Cloud LoadBalancer：@LoadBalanced 一行开启，默认轮询，支持随机 / 自定义

4. 生产建议：

   • 禁用手写轮询，统一用官方 LoadBalancer

   • 按实例性能配置权重策略（扩展）

   • 配合健康检查，自动剔除异常实例