Java实现5种负载均衡算法(小结)
概念
轮询算法
加权轮询法
加权随机法
随机法
IP_Hash算法
概念负载均衡是将客户端请求访问，通过提前约定好的规则转发给各个server。其中有好几个种经典的算法，下面我们用Java实现这几种算法。
轮询算法按顺序把每个新的连接请求分配给下一个服务器，最终把所有请求平分给所有的服务器。
优点：绝对公平
缺点：无法根据服务器性能去分配，无法合理利用服务器资源。
package com.monkeyjava.learn.basic.robin;
import com.google.common.collect.Lists;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class TestRound {
private Integer index = 0;
private List<String> ips = Lists.newArrayList("192.168.1.1", "192.168.1.2", "192.168.1.3");
public String roundRobin(){
String serverIp;
synchronized(index){
if (index >= ips.size()){
index = 0;
}
serverIp= ips.get(index);
//轮询+1
index ++;
}
return serverIp;
}
public static void main(String[] args) {
TestRound testRoundRobin =new TestRound();
for (int i=0;i< 10 ;i++){
String serverIp= testRoundRobin.roundRobin();
System.out.println(serverIp);
}
}
}
输出结果:
加权轮询法192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.1
该算法中，每个机器接受的连接数量是按权重比例分配的。这是对普通轮询算法的改进，比如你可以设定：第三台机器的处理能力是第一台机器的两倍，那么负载均衡器会把两倍的连接数量分配给第3台机器，轮询可以将请求顺序按照权重分配到后端。
package com.monkeyjava.learn.basic.robin;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class TestWeight {
private Integer index = 0;
static Map<String, Integer> ipMap=new HashMap<String, Integer>(16);
static {
// 1.map, key-ip,value-权重
ipMap.put("192.168.1.1", 1);
ipMap.put("192.168.1.2", 2);
ipMap.put("192.168.1.3", 4);
}
public List<String> getServerIpByWeight() {
List<String> ips = new ArrayList<String>(32);
for (Map.Entry<String, Integer> entry : ipMap.entrySet()) {
String ip = entry.getKey();
Integer weight = entry.getValue();
// 根据权重不同，放入list 中的数量等同于权重，轮询出的的次数等同于权重
for (int ipCount =0; ipCount < weight; ipCount++) {
ips.add(ip);
}
}
return ips;
}
public String weightRobin(){
List<String> ips = this.getServerIpByWeight();
if (index >= ips.size()){
index = 0;
}
String serverIp= ips.get(index);
index ++;
return serverIp;
}
public static void main(String[] args) {
TestWeight testWeightRobin=new TestWeight();
for (int i =0;i< 10 ;i++){
String server=testWeightRobin.weightRobin();
System.out.println(server);
}
}
}
输出结果:
加权随机法192.168.1.1
192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.3
192.168.1.3
获取带有权重的随机数字，随机这种东西，不能看绝对，只能看相对，我们不用index 控制下标进行轮询，只用random 进行随机取ip，即实现算法。
package com.monkeyjava.learn.basic.robin;
import java.util.*;
public class TestRandomWeight {
static Map<String, Integer> ipMap=new HashMap<String, Integer>(16);
static {
// 1.map, key-ip,value-权重
ipMap.put("192.168.1.1", 1);
ipMap.put("192.168.1.2", 2);
ipMap.put("192.168.1.3", 4);
}
public List<String> getServerIpByWeight() {
List<String> ips = new ArrayList<String>(32);
for (Map.Entry<String, Integer> entry : ipMap.entrySet()) {
String ip = entry.getKey();
Integer weight = entry.getValue();
// 根据权重不同，放入list 中的数量等同于权重，轮询出的的次数等同于权重
for (int ipCount =0; ipCount < weight; ipCount++) {
ips.add(ip);
}
}
return ips;
}
public String randomWeightRobin(){
List<String> ips = this.getServerIpByWeight();
//循环随机数
Random random=new Random();
int index =random.nextInt(ips.size());
String serverIp = ips.get(index);
return serverIp;
}
public static void main(String[] args) {
TestRandomWeight testRandomWeightRobin=new TestRandomWeight();
for (int i =0;i< 10 ;i++){
String server= testRandomWeightRobin.randomWeightRobin();
System.out.println(server);
}
}
}
输出结果:
随机法192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.3
192.168.1.2
192.168.1.2
192.168.1.3
负载均衡方法随机的把负载分配到各个可用的服务器上，通过随机数生成算法选取一个服务器，这种实现算法最简单，随之调用次数增大，这种算法可以达到每台服务器的请求量接近于平均。
package com.monkeyjava.learn.basic.robin;
import com.google.common.collect.Lists;
import java.util.List;
import java.util.Random;
public class TestRandom {
private List<String> ips = Lists.newArrayList("192.168.1.1", "192.168.1.2", "192.168.1.3");
public String randomRobin(){
//随机数
Random random=new Random();
int index =random.nextInt(ips.size());
String serverIp= ips.get(index);
return serverIp;
}
public static void main(String[] args) {
TestRandom testRandomdRobin =new TestRandom();
for (int i=0;i< 10 ;i++){
String serverIp= testRandomdRobin.randomRobin();
System.out.println(serverIp);
}
}
}
输出
IP_Hash算法192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.3
192.168.1.2
192.168.1.3
192.168.1.3
192.168.1.2
hash(ip)%N算法，通过一种散列算法把客户端来源IP根据散列取模算法将请求分配到不同的服务器上
优点：保证了相同客户端IP地址将会被哈希到同一台后端服务器，直到后端服务器列表变更。根据此特性可以在服务消费者与服务提供者之间建立有状态的session会话
缺点: 如果服务器进行了下线操作，源IP路由的服务器IP就会变成另外一台，如果服务器没有做session 共享话，会造成session丢失。
package com.monkeyjava.learn.basic.robin;
import com.google.common.collect.Lists;
import java.util.List;
public class TestIpHash {
private List<String> ips = Lists.newArrayList("192.168.1.1", "192.168.1.2", "192.168.1.3");
public String ipHashRobin(String clientIp){
int hashCode=clientIp.hashCode();
int serverListsize=ips.size();
int index = hashCode%serverListsize;
String serverIp= ips.get(index);
return serverIp;
}
public static void main(String[] args) {
TestIpHash testIpHash =new TestIpHash();
String servername= testIpHash.ipHashRobin("192.168.88.2");
System.out.println(servername);
}
}
输出结果
192.168.1.3
每次运行结果都一样
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