Ribbon 源码 3：负载均衡算法源码剖析

2024-01-03 01:30:45

负载均衡概述

Ribbon 是一套开源的客户端负载均衡器，作为 Netflix 公司内部服务发现系统的一部分，实现了从客户端发送请求到服务端的一系列负载均衡策略。从一开始的基于 Java 的 HTTP 和 TCP 客户机，发展到现在支持多种传输方式，包括 TCP、HTTP、HTTP/2 和 gRPC。

随机算法

Ribbon 的随机算法通过哈希函数计算出每个服务器的权重，权重大的服务器被选中的概率更高。哈希函数的选择可以是 MurmurHash、MD5 等，不同的哈希函数有不同的优缺点，可以根据具体场景选择。

轮询算法

轮询算法根据服务器的权重和当前请求数进行选择。权重大的服务器会被优先选择，如果服务器的请求数达到最大值，则会选择权重第二大的服务器，以此类推。

重试算法

重试算法会在服务端返回错误时进行重试。重试次数可以配置，默认情况下是 3 次。重试间隔时间也可以配置，默认情况下是 1 秒。

高可用算法

高可用算法会在服务端宕机时自动将请求切换到其他可用服务器。高可用算法会定期检查服务端的健康状况，如果服务端宕机，则会将其从服务器列表中移除。

响应时间算法

响应时间算法会根据服务器的响应时间来选择服务器。响应时间短的服务器会被优先选择。

ZoneAvoidanceRule

ZoneAvoidanceRule 算法会将请求发送到与当前请求发送方所在区域不同的区域。这样可以避免单一区域宕机时导致所有请求都无法处理的情况。

源码分析

以下是 Ribbon 源码中负载均衡算法的实现：

随机算法：```java
public Server choose(Object key) {
Server server = null;
int n = servers.size();
while (server == null) {
int index = (new Random()).nextInt(n);
server = servers.get(index);
if (server != null && !server.isAlive()) {
server = null;
}
}
return server;
}


* 轮询算法：```java
  public Server choose(Object key) {
    Server server = null;
    int count = 0;
    while (server == null && count < servers.size()) {
      int index = (currentIndex + count) % servers.size();
      server = servers.get(index);
      if (server != null && !server.isAlive()) {
        server = null;
        count++;
      }
    }
    currentIndex = (currentIndex + 1) % servers.size();
    return server;
  }

重试算法：```java
public Server choose(Object key) {
Server server = null;
int retries = 0;
while (server == null && retries < maxRetries) {
try {
server = choose(key);
} catch (Exception e) {
retries++;
Thread.sleep(retryInterval);
}
}
return server;
}


* 高可用算法：```java
  public Server choose(Object key) {
    Server server = null;
    while (server == null) {
      server = choose(key);
      if (server != null && !server.isAlive()) {
        server = null;
        servers.remove(server);
      }
    }
    return server;
  }

响应时间算法：```java
public Server choose(Object key) {
Server server = null;
long minResponseTime = Long.MAX_VALUE;
for (Server s : servers) {
long responseTime = s.getResponseTime();
if (responseTime < minResponseTime) {
minResponseTime = responseTime;
server = s;
}
}
return server;
}


* ZoneAvoidanceRule 算法：```java
  public Server choose(Object key) {
    Server server = null;
    ZoneAvoidancePredicate predicate = new ZoneAvoidancePredicate(myZone);
    while (server == null) {
      server = choose(key);
      if (server != null && predicate.apply(server)) {
        server = null;
      }
    }
    return server;
  }