Nginx + Spring Boot 實現負載均衡

前言

本篇文章主要介紹的是 Nginx 如何實現負載均衡。

負載均衡介紹

在介紹 Nginx 的負載均衡實現之前，先簡單的說下負載均衡的分類，主要分為硬體負載均衡和軟體負載均衡，硬體負載均衡是使用專門的軟體和硬體相結合的設備，設備商會提供完整成熟的解決方案，比如 F5，在數據的穩定性以及安全性來說非常可靠，但是相比軟體而言造價會更加昂貴；軟體的負載均衡以 Nginx 這類軟體為主，實現的一種消息隊列分發機制。

簡單來說所謂的負載均衡就是把很多請求進行分流，將他們分配到不同的伺服器去處理。比如我有 3 個伺服器，分別為 A、B、C，然後使用 Nginx 進行負載均衡，使用輪詢策略，此時如果收到了 9 個請求，那麼會均勻的將這 9 個請求分發給 A、B、Cf 伺服器，每一個伺服器處理 3 個請求，這樣的話我們可以利用多臺機器集群的特性減少單個伺服器的壓力。

Nginx 實現負載均衡的示例圖:

負債均衡負載均衡策略

NGINX 開源支持四種負載平衡方法，而 NGINX Plus 又增加了兩種方法。

1.Round Robin: 對所有的請求進行輪詢發送請求，默認的分配方式。

nginx.conf 配置示例:

upstream xuwujing {
   server www.panchengming.com;
   server www.panchengming2.com;
}
註：上面的域名也可以用 IP 替代。
2.Least Connections：以最少的活動連接數將請求發送到伺服器，同樣要考慮伺服器權重。
nginx.conf 配置示例:
upstream xuwujing {
    least_conn;
    server www.panchengming.com;
    server www.panchengming2.com;
}
3.IP Hash : 發送請求的伺服器由客戶機 IP 地址決定。在這種情況下，使用 IPv4 地址的前三個字節或整個 IPv6 地址來計算散列值。該方法保證來自相同地址的請求到達相同的伺服器，除非該伺服器不可用。
upstream xuwujing {
     ip_hash;
     server www.panchengming.com;
     server www.panchengming2.com;
}
4.Generic Hash: 請求發送到的伺服器由用戶定義的鍵決定，該鍵可以是文本字符串、變量或組合。
 upstream xuwujing {
     hash $request_uri consistent;
     server www.panchengming.com;
     server www.panchengming2.com;
 }
5.Least Time (NGINX Plus only) – 對於每個請求，NGINX Plus 選擇具有最低平均延遲和最低活動連接數的伺服器，其中最低平均延遲是根據包含 least_time 指令的下列參數計算的:
last_byte inflight：從伺服器接收完整響應的時間。
upstream xuwujing {
    least_time header;
    server www.panchengming.com;
    server www.panchengming2.com;
}
6.Random：每個請求將被傳遞到隨機選擇的伺服器。如果指定了兩個參數，首先，NGINX 根據伺服器權重隨機選擇兩個伺服器，然後使用指定的方法選擇其中一個。
least_time=header (NGINX Plus)：從伺服器接收響應標頭的最短平均時間 ($upstream_header_time)。least_time=last_byte (NGINX Plus) ：從伺服器接收完整響應的最短平均時間（$upstream_response_time）。
upstream xuwujing {
    random two least_time=last_byte;
    server www.panchengming.com;
    server www.panchengming2.com;
}
Nginx+SpringBoot 實現負載均衡環境準備
這裡的項目就用本人之前的一個 springboot 項目，SpringBoot 的項目地址: https://github.com/xuwujing/springBoot-study/tree/master/springboot-thymeleaf
首先我們下載這個項目，輸入:mvn clean package 將項目進行打包為 jar 文件，然後將 application.properties 和此 jar 項目放在一個文件夾中，然後複製該文件夾 (這裡為了清晰所以進行複製，實際不複製更改埠重啟也行)，修改複製文件夾 application.properties 的埠，比如改為 8086。
Nginx 配置
我們找到 nginx 的配置文件 nginx.conf，該配置在 nginx/conf/nginx.conf 目錄下，然後我們來修改該配置，新增如下配置:
upstream pancm{
   server 127.0.0.1:8085;
   server 127.0.0.1:8086;
}
upstream pancm：定義一個名稱，隨意就行；
如果不想使用 Round Robin 策略，也可以換成其他的。
然後在 server 添加 / 修改如下配置:
server {
        listen       80;
        server_name  127.0.0.1;


        location / {
            root   html;
            proxy_pass http://pancm;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_read_timeout 5s;
            proxy_send_timeout 3s;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}
配置說明:
server: 虛擬主機的名稱，一個 http 中可以配置多個 server；server_name：Nginx 服務的地址，可以使用域名，多個用空格分隔。proxy_pass：代理路徑，一般配置 upstream 後面的名稱用於實現負載均衡，可以直接配置 ip 進行跳轉；
nginx.conf 完整的配置:
events {
    worker_connections  1024;
}

error_log nginx-error.log info;
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

      upstream pancm{
       server 127.0.0.1:8085;
       server 127.0.0.1:8086;
    }
    
    server {
        listen       80;
        server_name  127.0.0.1;


        location / {
            root   html;
            proxy_pass http://pancm;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_read_timeout 5s;
            proxy_send_timeout 3s;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}
負載均衡測試
在完成 Nginx 配置之後，我們啟動 Nginx。linux 輸入 /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf，如果已經啟動可以使用 /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload 命令進行熱加載配置文件，Windows 直接點擊 Nginx 目錄下的 nginx.exe 或者 cmd 運行 start nginx 進行啟動，如果啟動了依舊可以使用 nginx -s reload 進行熱加載。
Nginx 啟動完成之後，我們依次啟動剛剛下載的 springboot 和複製更改埠的項目，輸入:java -jar springboot-jsp-thymeleaf.jar 啟動。
都啟動成功之後，我們在瀏覽器輸入服務的 ip 即可進行訪問。示例圖:
示例圖
註：這裡我使用的是 windows 系統做測試，實際 linux 也是一樣的。
然後我們進行操作，並查看控制臺日誌！
控制臺日誌
從上述示例圖中我們進行 4 次界面刷新請求，最終平均分配到兩個服務中去了，從上述的測試結果中我們實現了負載均衡。
這裡我在說一下使用 Nginx 的注意事項，在進行學習和測試的時候，使用 nginx 默認的埠實現負載均衡一般沒有什麼問題，但是當我們在項目中使用的時候，特別有登錄界面的並且埠不是 80 的時候，會出現登錄的界面無法跳轉，進行調試的話會出現 net::ERR_NAME_NOT_RESOLVED 這樣的錯誤，出現這個原因的是因為 nginx 默認的埠是 80，那麼默認跳轉的也是這個，所以出現這種情況的時候，需要在 location 下添加 proxy_set_header Host $host:port 這個配置，port 和 listen 的埠保持一致就可以了。
其他參考https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/load-balancer/http-load-balancer/ http://nginx.org/en/相關文章Nginx Linux 和 Windows 安裝教程：https://www.cnblogs.com/xuwujing/p/11899890.htmlSpringBoot+SpringCloud實現負載均衡: https://www.cnblogs.com/xuwujing/p/10273989.html