08-微服务技术栈(扩展):负载均衡算法

本文涉及的产品
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
云原生网关 MSE Higress,422元/月
注册配置 MSE Nacos/ZooKeeper,118元/月
简介: 负载均衡算法作为Redis、MQ、ZK,GateWay等集群、组件必不可少的算法策略,是微服务框架中不可或缺的一部分知识点,本节我们将花费短暂的时间做个了解。

随机

调用关系如上图(简化了公网->防火墙处理),适合场景:所有服务器性能基本一致,且无超阈值流量。

private K doSelect(List nodes, String ip) {

   // 在列表中随机选取一个节点

   int index = random.nextInt(nodes.size());

   return nodes.get(index);

}

如果存在部分机器性能更优,此时可以在随机基础上增加权重,升级为:随机权重算法。

private K doSelect(List nodes, String ip) {

   int length = nodes.size();

   AtomicInteger totalWeight = new AtomicInteger(0);

   for (K node : nodes) {

       Integer weight = node.getWeight();

       totalWeight.getAndAdd(weight);

   }


   if (totalWeight.get() > 0) {

       int offset = random.nextInt(totalWeight.get());

       for (N node : nodes) {

           // 让随机值 offset 减去当前node权重值

           offset -= node.getWeight();

           if (offset < 0) {

               // 当前node大于随机值offset,返回此Node

               return node;

           }

       }

   }

   // 随机返回

   return nodes.get(random.nextInt(length));

}

轮询

轮询不再是在多台服务器随机挑选,而是按照顺序一个个排队调用,调用完再插入队尾等待下一次调用

protected K doSelect(List nodes, String ip) {

   int length = nodes.size();

   // 如果位置值已经等于长度重置为0(走一轮了)

   position.compareAndSet(length, 0);

   N node = nodes.get(position.get());

   // 数据原子增加,对应调用从1->2->3->4

   position.getAndIncrement();

   return node;

}

同加权随机,轮询也同样存在加权轮询的场景,此时流量调度将发生如下变化:

此处逻辑相对复杂,笔者在此说出主要思路,后续有时间补充伪代码,感兴趣的可以参照Dubbo的实现

如上有服务器servers=[A,B],对应权重weights=[3,1],总权重为4。我们可以理解为有4台服务器,3台A,1台B,一次调用过来的时候,需要按顺序访问。如有5次调用,调用顺序为AAABA。

选举思路如下:

次数

WeightedRoundRobin

选择结果

选择后的WeightedRoundRobin

1

3、1

A

2、1

2

2、1

A

1、1

3

1、1

A

0、1

4

0、1

B

0、0(等于0-0时复原成:3、1)

5

3、1

A

2、1

最小活跃数

指:将当前请求转发到连接数/请求数最少的机器上,其特点是根据服务器实时运行状态动态分配,保障服务负载不会过饱和。如下图当请求4过来时,Nginx判断目前服务器1连接数>服务器2,故4会请求到服务器2上:

源地址哈希

根据请求源IP哈希计算得到一个数值,用该数值在候选服务器列表的进行取模运算,得到的结果便是选中的服务器,此操作可以保证固定IP的请求总是到某一台服务器上,伪代码如下:

private K doSelect(List nodes, String ip) {

   int length = nodes.size();

   int index = hash(ip) % length;

   return nodes.get(index);

}

一致性哈希

相同的请求尽可能落到同一个服务器上。一致性哈希解决稳定性问题,可以将所有的存储节点排列在首尾相接的 Hash 环上,每个 key 在计算 Hash 后会 顺时针找到临接的存储节点存放。而当有节点加入或退出时,仅影响该节点在 Hash环上顺时针相邻的后续节点。

相关实践学习
SLB负载均衡实践
本场景通过使用阿里云负载均衡 SLB 以及对负载均衡 SLB 后端服务器 ECS 的权重进行修改,快速解决服务器响应速度慢的问题
负载均衡入门与产品使用指南
负载均衡(Server Load Balancer)是对多台云服务器进行流量分发的负载均衡服务,可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力,通过消除单点故障提升应用系统的可用性。 本课程主要介绍负载均衡的相关技术以及阿里云负载均衡产品的使用方法。
相关文章
|
3月前
|
负载均衡 算法 Java
Spring Cloud全解析:负载均衡算法
本文介绍了负载均衡的两种方式:集中式负载均衡和进程内负载均衡,以及常见的负载均衡算法,包括轮询、随机、源地址哈希、加权轮询、加权随机和最小连接数等方法,帮助读者更好地理解和应用负载均衡技术。
|
1月前
|
存储 负载均衡 算法
负载均衡算法
负载均衡算法
38 1
|
2月前
|
负载均衡 算法 搜索推荐
Nginx 常用的负载均衡算法
【10月更文挑战第17天】在实际应用中,我们需要根据具体的情况来选择合适的负载均衡算法。同时,还可以结合其他的优化措施,如服务器健康检查、动态调整权重等,来进一步提高负载均衡的效果和系统的稳定性。
138 59
|
1月前
|
缓存 负载均衡 算法
slb支持多种负载均衡算法
slb支持多种负载均衡算法
55 6
|
3月前
|
JavaScript 前端开发 算法
React技术栈-虚拟DOM和DOM diff算法
这篇文章介绍了React技术栈中的虚拟DOM和DOM diff算法,并通过一个实际案例展示了如何使用React组件和状态管理来实现动态更新UI。
46 2
|
3天前
|
JSON 算法 Java
Nettyの网络聊天室&扩展序列化算法
通过本文的介绍,我们详细讲解了如何使用Netty构建一个简单的网络聊天室,并扩展序列化算法以提高数据传输效率。Netty的高性能和灵活性使其成为实现各种网络应用的理想选择。希望本文能帮助您更好地理解和使用Netty进行网络编程。
22 12
|
1月前
|
负载均衡 算法 应用服务中间件
5大负载均衡算法及原理,图解易懂!
本文详细介绍负载均衡的5大核心算法:轮询、加权轮询、随机、最少连接和源地址散列,帮助你深入理解分布式架构中的关键技术。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
5大负载均衡算法及原理,图解易懂!
|
1月前
|
负载均衡 算法
SLB-Backend的负载均衡算法
【10月更文挑战第19天】
55 5
|
1月前
|
负载均衡 算法 应用服务中间件
Nginx 常用的负载均衡算法
【10月更文挑战第22天】不同的负载均衡算法各有特点和适用场景。在实际应用中,需要根据具体的业务需求、服务器性能和网络环境等因素来选择合适的算法。
67 3
|
2月前
|
缓存 负载均衡 算法
nginx学习:配置文件详解,负载均衡三种算法学习,上接nginx实操篇
Nginx 是一款高性能的 HTTP 和反向代理服务器,也是一个通用的 TCP/UDP 代理服务器,以及一个邮件代理服务器和通用的 HTTP 缓存服务器。
122 0
nginx学习:配置文件详解,负载均衡三种算法学习,上接nginx实操篇
下一篇
DataWorks