彻底揭秘负载均衡算法与实现!深入剖析负载均衡核心(中)

本文涉及的产品
传统型负载均衡 CLB,每月750个小时 15LCU
应用型负载均衡 ALB,每月750个小时 15LCU
EMR Serverless StarRocks,5000CU*H 48000GB*H
简介: 彻底揭秘负载均衡算法与实现!深入剖析负载均衡核心

2、加权轮询

加权轮询还是有两种常用的实现方式,和加权随机是一样的,在这里,我就演示我认为比较好的一种:

public class WeightRound {
    static Servers servers = new Servers();
    static int index;
    public static String go() {
        int allWeight = servers.map.values().stream().mapToInt(a -> a).sum();
        int number = (index++) % allWeight;
        for (var item : servers.map.entrySet()) {
            if (item.getValue() > number) {
                return item.getKey();
            }
            number -= item.getValue();
        }
        return "";
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (var i = 0; i < 15; i++) {
            System.out.println(go());
        }
    }
}

运行结果:

image.png

加权轮询,看起来并没什么问题,但是还是有一点瑕疵,那就是其中一台服务器的压力可能会突然上升,而另外的服务器却很“悠闲(喝着咖啡,看着新闻)”。我们希望虽然是按照轮询,但是中间最好可以有交叉,所以出现了第三种轮询算法:平滑加权轮询。


3、平滑加权轮询

平滑加权是一个算法,很神奇的算法,我们有必要先对这个算法进行讲解。比如A服务器的权重是5,B服务器的权重是1,C服务器的权重是1。这个权重,我们称之为“固定权重”,既然这个叫“固定权重”,那么肯定还有叫“非固定权重”的,没错,“非固定权重”每次都会根据一定的规则变动。


  1. 第一次访问,ABC的“非固定权重”分别是 5 1 1(初始),因为5是其中最大的,5对应的就是A服务器,所以这次选到的服务器就是A,然后我们用当前被选中的服务器的权重-各个服务器的权重之和,也就是A服务器的权重-各个服务器的权重之和。也就是5-7=-2,没被选中的服务器的“非固定权重”不做变化,现在三台服务器的“非固定权重”分别是-2 1 1。

  2. 第二次访问,把第一次访问最后得到的“非固定权重”+“固定权重”,现在三台服务器的“非固定权重”是3,2,2,因为3是其中最大的,3对应的就是A服务器,所以这次选到的服务器就是A,然后我们用当前被选中的服务器的权重-各个服务器的权重之和,也就是A服务器的权重-各个服务器的权重之和。也就是3-7=-4,没被选中的服务器的“非固定权重”不做变化,现在三台服务器的“非固定权重”分别是-4 1 1。

  3. 第三次访问,把第二次访问最后得到的“非固定权重”+“固定权重”,现在三台服务器的“非固定权重”是1,3,3,这个时候3虽然是最大的,但是却出现了两个,我们选第一个,第一个3对应的就是B服务器,所以这次选到的服务器就是B,然后我们用当前被选中的服务器的权重-各个服务器的权重之和,也就是B服务器的权重-各个服务器的权重之和。也就是3-7=-4,没被选中的服务器的“非固定权重”不做变化,现在三台服务器的“非固定权重”分别是1 -4 3……以此类推,最终得到这样的表格:

image.png

当第8次的时候,“非固定权重“又回到了初始的5 1 1,是不是很神奇,也许算法还是比较绕的,但是代码却简单多了:

public class Server {
    public Server(int weight, int currentWeight, String ip) {
        this.weight = weight;
        this.currentWeight = currentWeight;
        this.ip = ip;
    }
    private int weight;
    private int currentWeight;
    private String ip;
    public int getWeight() {
        return weight;
    }
    public void setWeight(int weight) {
        this.weight = weight;
    }
    public int getCurrentWeight() {
        return currentWeight;
    }
    public void setCurrentWeight(int currentWeight) {
        this.currentWeight = currentWeight;
    }
    public String getIp() {
        return ip;
    }
    public void setIp(String ip) {
        this.ip = ip;
    }
}
public class Servers {
    public HashMap<String, Server> serverMap = new HashMap<>() {
        {
            put("192.168.1.1", new Server(5,5,"192.168.1.1"));
            put("192.168.1.2", new Server(1,1,"192.168.1.2"));
            put("192.168.1.3", new Server(1,1,"192.168.1.3"));
        }
    };
}
public class SmoothWeightRound {
    private static Servers servers = new Servers();
    public static String go() {
        Server maxWeightServer = null;
        int allWeight = servers.serverMap.values().stream().mapToInt(Server::getWeight).sum();
        for (Map.Entry<String, Server> item : servers.serverMap.entrySet()) {
            var currentServer = item.getValue();
            if (maxWeightServer == null || currentServer.getCurrentWeight() > maxWeightServer.getCurrentWeight()) {
                maxWeightServer = currentServer;
            }
        }
        assert maxWeightServer != null;
        maxWeightServer.setCurrentWeight(maxWeightServer.getCurrentWeight() - allWeight);
        for (Map.Entry<String, Server> item : servers.serverMap.entrySet()) {
            var currentServer = item.getValue();
            currentServer.setCurrentWeight(currentServer.getCurrentWeight() + currentServer.getWeight());
        }
        return maxWeightServer.getIp();
    }
    public static void main(String[] args) {
        for (var i = 0; i < 15; i++) {
            System.out.println(go());
        }
    }
}

运行结果:

image.png


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。
目录
相关文章
|
2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。
|
3天前
|
存储 负载均衡 算法
负载均衡算法
负载均衡算法
10 1
|
16天前
|
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。
107 59
|
9天前
|
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!
|
8天前
|
负载均衡 算法
SLB-Backend的负载均衡算法
【10月更文挑战第19天】
24 5
|
12天前
|
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。
20 3
|
26天前
|
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。
53 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
|
1月前
|
负载均衡 监控 算法
每个程序员都应该知道的 6 种负载均衡算法
每个程序员都应该知道的 6 种负载均衡算法
78 2
|
3月前
|
负载均衡 监控 算法
揭秘负载均衡的五大算法秘籍:让你的服务器轻松应对亿万流量,不再崩溃!
【8月更文挑战第31天】在互联网快速发展的今天,高可用性和可扩展性成为企业关注的重点。负载均衡作为关键技术,通过高效分配网络流量提升系统处理能力。本文介绍了轮询、加权轮询、最少连接及IP哈希等常见负载均衡算法及其应用场景,并提供Nginx配置示例。此外,还探讨了如何根据业务需求选择合适算法、配置服务器权重、实现高可用方案、监控性能及定期维护等最佳实践,助力系统优化与用户体验提升。
65 2
|
3月前
|
存储 负载均衡 监控
自适应负载均衡算法原理和实现
自适应负载均衡算法原理和实现

热门文章

最新文章