Dubbo负载均衡

一、负载均衡的方式

在分布式集群架构下,负载均衡很重要。集群本来就是为了分担压力,负载均衡做的不好,就会失去了集群的意义。
1.按照权重随机分配
按照权重随机分配,即是不均等随机事件。比如一块不均匀的硬币,字面30%概率,花面70%概率。这种就是不均等的随机事件。
从数学上看,即是一个区间0-10,然后均等随机产生0-10的随机数。然后在这个区间上划分,0-3,3-6,6-10.分别把这个三个区间看做三个随机事件,那么这个三个随机事件的概率即是30%,30%,40%。


列子:
权重分别为[2,4,8],权重和为14,那么前面三个权重为2,4,8的三个事件就对应[0,2,6,14]这个三个区间。比如6-14表示权重为8的随机事件的概率为8/14。所以当产生一个随机数时,通过遍历权重数组,减等,当小于0时,他就落在那个权重事件上。比如:随机数5落在2-6之间,2-6对应的是权重为4这个事件,所以他属于权重为4的这个随机事件。

@Override
    protected <T> Invoker<T> doSelect(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) {
        int length = invokers.size(); // 一个invoker可以理解为代表一台可选择的机子
        int totalWeight = 0; // 所有权重值和,即为上述0-10
        boolean sameWeight = true; // Every invoker has the same weight?
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int weight = getWeight(invokers.get(i), invocation);
            totalWeight += weight; // Sum
            if (sameWeight && i > 0
                    && weight != getWeight(invokers.get(i - 1), invocation)) {
                sameWeight = false;
            }
        }
        if (totalWeight > 0 && !sameWeight) {
            // 确定随机的事件落在哪个范围内
            int offset = random.nextInt(totalWeight);
            // Return a invoker based on the random value.
            for (int i = 0; i < length; i++) {
                offset -= getWeight(invokers.get(i), invocation);
                if (offset < 0) {
                    return invokers.get(i);
                }
            }
        }
        //如果所有权重相同,均等随机
        return invokers.get(random.nextInt(length));
    }

2.轮询
当多线程出现时,使用原子类的整数去取莫轮询节点。
注意:sequences是成员变量,每次调用函数所有的权重都回归最初。

@Override
    protected <T> Invoker<T> doSelect(List<Invoker<T>> invokers, URL url, Invocation invocation) {
        String key = invokers.get(0).getUrl().getServiceKey() + "." + invocation.getMethodName();
        int length = invokers.size(); // Number of invokers
        int maxWeight = 0; // The maximum weight
        int minWeight = Integer.MAX_VALUE; // The minimum weight
        final LinkedHashMap<Invoker<T>, IntegerWrapper> invokerToWeightMap = new LinkedHashMap<Invoker<T>, IntegerWrapper>();
        int weightSum = 0;
        for (int i = 0; i < length; i++) {
            int weight = getWeight(invokers.get(i), invocation);
            maxWeight = Math.max(maxWeight, weight); // Choose the maximum weight
            minWeight = Math.min(minWeight, weight); // Choose the minimum weight
            if (weight > 0) {
                invokerToWeightMap.put(invokers.get(i), new IntegerWrapper(weight));
                weightSum += weight;
            }
        }
       //sequence是一个并发类型 
       //private final ConcurrentMap<String, AtomicPositiveInteger> sequences = new 
        //ConcurrentHashMap<String, AtomicPositiveInteger>();
        AtomicPositiveInteger sequence = sequences.get(key);
        if (sequence == null) {
            sequences.putIfAbsent(key, new AtomicPositiveInteger());
            sequence = sequences.get(key);
        }
        //获取并自增,那么越往后的请求就会值越大,在下面取莫的时候向后推。越后面的请求使用后面的节点
       //当这个值超过总权重后,又从第一个开始。这就是轮询了
        int currentSequence = sequence.getAndIncrement();
        //当所有权重不相同的时候,取请求的顺序值来取莫找
        if (maxWeight > 0 && minWeight < maxWeight) {
            int mod = currentSequence % weightSum;
           //如果莫归零,刚好到的那个位置权重是零,再继续循环,重新找到第一个不为零的权重的invoker。
          //所以就会出现权重越大,机会就越多,在按照轮询的前提下。
            for (int i = 0; i < maxWeight; i++) {
                for (Map.Entry<Invoker<T>, IntegerWrapper> each : invokerToWeightMap.entrySet()) {
                    final Invoker<T> k = each.getKey();
                    final IntegerWrapper v = each.getValue();
                    if (mod == 0 && v.getValue() > 0) {
                        return k;
                    }
                    if (v.getValue() > 0) {
                       //权重越小的节点,就可能越少的机会使用,这就是按按照权重概率来轮询
                        v.decrement();
                        mod--;
                    }
                }
            }
        }
        // Round robin
        return invokers.get(currentSequence % length);
    }

3.Hash方式
使用某种hash算法,同一请求总是会hash到同一台机子上。
传统的hash算法,存在当hash区间变化时,同样的值hash后的位置不一样了。而一致性hash算法把请求,节点都hash后,放到一个圆环上,按照顺时针转动到的第一个节点为结果。这样就减少了结果的变化。还可以通过增加虚拟节点的方式均衡hash后的概率问题,当然增加节点需要交叉增加。

1.怎么保证服务器少的情况下,hash的结果变化不大。
把消费者,提供者都去hash,hash的结果映射到一个环上。然后,要判断的那个消费者访问那个提供者的时候,进行顺时针的转动。遇到的第一个提供者节点就是。

2.怎么保证概率的问题
交叉的防止虚拟节点,只要节点够多,那就近似是想等的。

image.png

详见:一致性hash详解释
4.最少访问原则
如果有多台机子的最少活跃数相同,在这几个中使用第一种按权重随机的方式

最少活跃调用数,相同活跃数的随机,活跃数指调用前后计数差。
使慢的提供者收到更少请求,因为越慢的提供者的调用前后计数差会越大。

比如:同样是进行了10个请求,在一分钟内,A只处理了两个,B处理了5个。那么A的机会就更少,那么就会保证的系统整体的速度。

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