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摘要: 原创出处 blog.csdn.net/weixin_45226479 「小陈爱coding」欢迎转载，保留摘要，谢谢！

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一、引言：从单点故障的痛说起

想象一下这样的场景：你的应用只有一个服务实例在运行，突然之间，流量暴涨，这个唯一的实例不堪重负，CPU飙升到100%，最终崩溃。用户浏览器上显示一个冰冷的 “502 Bad Gateway” 错误。整个服务彻底不可用。

这就是典型的单点故障问题。解决它的金钥匙就是 “多实例部署 + 负载均衡”。今天，我们就使用 Spring Cloud Alibaba 生态中的两大王牌——Nacos（服务发现与注册中心）和 Spring Cloud Gateway（API网关），来打造一个高可用的微服务系统，让请求在多个实例间智能分配，轻松应对高并发与单点故障。

本文将全程实战，带你从零开始，一步步搭建环境、配置负载均衡，并深入原理，最后分享生产级的进阶技巧。

二、环境准备：打造我们的微服务实验场

1.技术栈与版本

JDK: 8 或 11 (推荐11)
Spring Boot: 2.7.x
Spring Cloud: 2021.0.8
Spring Cloud Alibaba: 2021.0.5.0
Nacos Server: 2.2.0+

版本兼容性非常重要！请务必查看官方版本说明来选择匹配的版本，否则会出现各种意想不到的错误。

2.项目结构

我们创建一个标准的Maven父子工程来解决依赖管理问题。

spring-cloud-nacos-lb-demo (父工程，pom打包)
├── api-gateway (网关模块，jar打包)
├── service-provider (服务提供者模块，jar打包)
└── pom.xml (父pom，统一管理依赖和版本)

3.父pom.xml 核心依赖管理

在父工程的 pom.xml 中，我们引入依赖管理（dependencyManagement）来锁定整个项目的版本。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project>
    ... 
    <packaging>pom</packaging>

    <properties>
        <java.version>11</java.version>
        <spring-boot.version>2.7.15</spring-boot.version>
        <spring-cloud.version>2021.0.8</spring-cloud.version>
        <spring-cloud-alibaba.version>2021.0.5.0</spring-cloud-alibaba.version>
    </properties>

    <dependencyManagement>
        <dependencies>
            <!-- Spring Boot 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-boot.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Spring Cloud 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>

            <!-- Spring Cloud Alibaba 依赖 -->
            <dependency>
                <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
                <artifactId>spring-cloud-alibaba-dependencies</artifactId>
                <version>${spring-cloud-alibaba.version}</version>
                <type>pom</type>
                <scope>import</scope>
            </dependency>
        </dependencies>
    </dependencyManagement>

    <modules>
        <module>api-gateway</module>
        <module>service-provider</module>
    </modules>
    ...
</project>

三、核心概念：什么是“双实例”？

在微服务架构中，“双实例”部署通常有两种模式，理解这两种模式对设计高可用系统至关重要。无论哪种模式，对于Nacos和Gateway来说，只要【服务名（spring.application.name）】 + 【主机地址（IP）】 +【 端口（Port）】这个三元组不同，它们就被视为不同的实例，都会参与负载均衡。

模式一：单机多实例（开发测试常用）

描述： 在一台物理机或虚拟机（同一个IP地址）上，启动同一个服务的多个进程，每个进程监听不同的端口。

目的： 资源最大化利用、节省成本、方便本地开发和测试，快速模拟集群环境。

示例： 在你的本地开发环境，启动两个 service-provider
如：Instance 1: 192.168.1.100:8081
Instance 2: 192.168.1.100:8082

可靠性： 较低。服务器宕机导致所有实例不可用，单点故障（SPOF）风险高。

模式二：多机多实例（生产环境必备）

描述： 在多台物理机或虚拟机（不同IP地址）上，分别启动服务实例。端口可以相同也可以不同。

目的： 真正的高可用、容灾、水平扩展。是生产环境的黄金标准。

示例： 在两台云服务器上部署：
Instance 1 on Server A: 192.168.1.101:8080
Instance 2 on Server B: 192.168.1.102:8080

可靠性： 高。一台服务器宕机，另一台仍可服务，实现了高可用。

下面的流程图清晰地展示了Gateway如何对这两种模式下的实例进行统一的负载均衡：

本文将以模式一（单机多实例）进行演示，因为它是最方便开发者本地实验的方式。但请记住，模式二的架构思想才是你未来部署生产应用的标准。

四、实战：五步实现Gateway+Nacos负载均衡

第1步：搭建双实例服务提供者（Service Provider）

1.创建 service-provider 模块，并添加依赖：

<!-- service-provider/pom.xml -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!-- Nacos 服务发现核心依赖 -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2.编写一个简单的Controller：

// ServiceProviderApplication.java
@SpringBootApplication
@RestController
public class ServiceProviderApplication {

    @Value("${server.port}")
    private String port;

    @GetMapping("/hello")
    public String sayHello(@RequestParam String name) {
        return "Hello, " + name + ". I'm from port: " + port;
    }

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

3.准备两个配置文件，用于启动两个实例：

application-instance1.yml (端口8081)

server:
  port: 8081
spring:
  application:
    name: service-provider # 服务名必须相同！
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 # Nacos服务器地址

application-instance2.yml (端口8082)

server:
  port: 8082
spring:
  application:
    name: service-provider # 服务名必须相同！
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848

4.启动两次应用，使用不同的配置 profile：在IDEA中，复制一个启动配置，在 Active profiles 中分别填写 instance1 和 instance2

第2步：配置网关（Spring Cloud Gateway）

1.创建 api-gateway 模块，并添加依赖：

<!-- api-gateway/pom.xml -->
<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-gateway</artifactId>
    </dependency>
    <!-- Gateway也要从Nacos发现服务 -->
    <dependency>
        <groupId>com.alibaba.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-alibaba-nacos-discovery</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 显式引入 LoadBalancer -->
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
        <artifactId>spring-cloud-starter-loadbalancer</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2.配置网关路由（最关键的一步）：

# api-gateway/application.yml
server:
  port: 9999

spring:
  application:
    name: api-gateway
  cloud:
    nacos:
      discovery:
        server-addr: localhost:8848 # 网关自己也注册到Nacos，方便管理
    gateway:
      discovery:
        locator:
          enabled: false # 关闭默认的全局路由发现，我们使用手动配置，更清晰
      routes:
        - id: service-provider-route # 路由ID，唯一即可
          uri: lb://service-provider # 【核心】使用 lb:// 协议 + 服务名
          predicates:
            - Path=/api/** # 匹配所有以/api开头的请求
          filters:
            - StripPrefix=1 # 去掉第一个路径前缀（/api），再转发给服务

第3步：启动与验证

确保Nacos Server已启动（默认地址 localhost:8848，账号/密码 nacos/nacos）。

依次启动：两个 service-provider 实例和 api-gateway。

查看Nacos控制台：在 服务管理 -> 服务列表 中，你应该能看到一个名为 service-provider 的服务，并且有
2个健康实例（IP相同但端口分别为8081和8082）。同时也会有一个 api-gateway 服务。

第4步：发起测试，见证负载均衡

使用浏览器、Postman或命令行连续访问网关地址：

curl "http://localhost:9999/api/hello?name=xiaochenCoding

多次执行此命令，观察返回结果。你会看到输出在两种之间交替变化：

Hello, xiaochenCoding. I'm from port: 8081
Hello, xiaochenCoding. I'm from port: 8082
Hello, xiaochenCoding. I'm from port: 8081
Hello, xiaochenCoding. I'm from port: 8082

恭喜！负载均衡已经成功实现了！ Gateway自动将请求均匀地分发到了两个后端实例上。

五、原理解析：揭开lb://的神秘面纱

lb:// 协议背后是 Spring Cloud LoadBalancer 在默默工作。整个流程如下：

服务注册： Provider启动时，向Nacos注册自己的元数据（服务名、IP、端口）。
服务发现： Gateway作为Consumer，通过Nacos Discovery Client订阅和拉取service-provider的服务列表并缓存。
负载均衡： 当请求到达Gateway，LoadBalancer根据lb://协议从缓存中获取可用实例列表，并通过轮询算法选择一个实例。
请求转发： Gateway将请求转发到第3步选出的真实实例地址上。
响应返回： 实例处理完请求，将结果返回给Gateway，再由Gateway返回给客户端。

六、进阶玩法：让负载均衡更智能

玩法一：基于Nacos权重的负载均衡（生产常用）

这是Nacos提供的一个开箱即用的强大功能。你可以在Nacos控制台上动态调整实例的权重，从而控制流量分配。

进入Nacos控制台 -> 服务列表 -> 点击 service-provider 服务的“详情”。
在实例列表中，你可以直接修改权重值（0-1之间）。（将实例1的权重改为 0.2。将实例2的权重改为 0.8。）
点击“更新”保存。

效果：在多次请求中，大约会有 20% 的请求被分发到实例1的8081端口，80% 的请求被分发到实例28082端口。这在灰度发布、金丝雀发布、压测引流等场景中非常有用。

玩法二：自定义负载均衡策略（如随机、粘性会话）

如果你想改用随机策略，可以编写一个配置类。

1.在Gateway模块中创建配置类：

package com.yourcompany.gateway.config;

import org.springframework.cloud.client.ServiceInstance;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ServiceInstanceListSupplier;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.RandomLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.core.ReactorLoadBalancer;
import org.springframework.cloud.loadbalancer.support.LoadBalancerClientFactory;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.env.Environment;

@Configuration
public class LoadBalancerConfig {
    
    /**
     * 为所有服务配置随机负载均衡策略
     * 如果只想为特定服务配置，请使用 @LoadBalancerClient 注解
     */
    @Bean
    ReactorLoadBalancer<ServiceInstance> randomLoadBalancer(Environment environment, LoadBalancerClientFactory loadBalancerClientFactory) {
        String serviceId = environment.getProperty(LoadBalancerClientFactory.PROPERTY_NAME);
        // 返回随机负载均衡器，替换默认的轮询
        return new RandomLoadBalancer(
                loadBalancerClientFactory.getLazyProvider(serviceId, ServiceInstanceListSupplier.class),
                serviceId
        );
    }
}

2.如果想针对特定服务（如service-provider），可以使用 @LoadBalancerClient：

@Configuration
@LoadBalancerClient(value = "service-provider", configuration = LoadBalancerConfig.class)
public class ServiceProviderLoadBalancerConfig {
    // 这个配置只对 service-provider 服务生效
}

八、总结

通过本文的实战，我们成功地利用 Spring Cloud Gateway 和 Nacos 实现了高效、自动化的客户端负载均衡。关键在于理解 lb:// 协议的工作原理以及Nacos作为服务注册中心的核心作用。

我们深入探讨了“双实例”的两种模式：

单机多实例： 适用于开发测试，快速简便。
多机多实例： 生产环境必备，真正实现高可用和容灾。

这种架构的优势显而易见：

高可用： 单个实例宕机不影响整体服务。
高扩展： 轻松扩容，只需启动新实例并注册到Nacos，Gateway会自动感知。
灵活性： 支持权重调节、自定义策略，满足各种业务场景。

接下来，你可以继续探索如何集成 Sentinel 实现网关限流降级，或使用 Nacos Config 实现动态路由配置，构建更加健壮和强大的微服务体系。

芋道源码 —— 纯源码解析博客

Spring Cloud Gateway + Nacos 双实例负载均衡：从轮询、权重到自定义，玩转多策略实战！

一、引言：从单点故障的痛说起

二、环境准备：打造我们的微服务实验场

1.技术栈与版本

2.项目结构

3.父pom.xml 核心依赖管理

三、核心概念：什么是“双实例”？

模式一：单机多实例（开发测试常用）

模式二：多机多实例（生产环境必备）

四、实战：五步实现Gateway+Nacos负载均衡

第1步：搭建双实例服务提供者（Service Provider）

第2步：配置网关（Spring Cloud Gateway）

第3步：启动与验证

第4步：发起测试，见证负载均衡

五、原理解析：揭开lb://的神秘面纱

六、进阶玩法：让负载均衡更智能

玩法一：基于Nacos权重的负载均衡（生产常用）

玩法二：自定义负载均衡策略（如随机、粘性会话）

八、总结

一、 引言：从单点故障的痛说起

二、 环境准备：打造我们的微服务实验场

1.技术栈与版本

2.项目结构

3.父pom.xml 核心依赖管理

三、 核心概念：什么是“双实例”？

模式一：单机多实例（开发测试常用）

模式二：多机多实例（生产环境必备）

四、 实战：五步实现Gateway+Nacos负载均衡

第1步：搭建双实例服务提供者（Service Provider）

第2步：配置网关（Spring Cloud Gateway）

第3步：启动与验证

第4步：发起测试，见证负载均衡

五、 原理解析：揭开lb://的神秘面纱

六、 进阶玩法：让负载均衡更智能

玩法一：基于Nacos权重的负载均衡（生产常用）

玩法二：自定义负载均衡策略（如随机、粘性会话）

八、 总结

一、引言：从单点故障的痛说起

二、环境准备：打造我们的微服务实验场

三、核心概念：什么是“双实例”？

四、实战：五步实现Gateway+Nacos负载均衡

五、原理解析：揭开lb://的神秘面纱

六、进阶玩法：让负载均衡更智能

八、总结