负载均衡

Dubbo 提供的集群负载均衡策略

在集群负载均衡时,Dubbo 提供了多种均衡策略,缺省为 random 随机调用。

具体实现上,Dubbo 提供的是客户端负载均衡,即由 Consumer 通过负载均衡算法得出需要将请求提交到哪个 Provider 实例。

可以自行扩展负载均衡策略,参见:负载均衡扩展

负载均衡策略

目前 Dubbo 内置了如下负载均衡算法,用户可直接配置使用:

算法 特性 备注
RandomLoadBalance 加权随机 默认算法,默认权重相同
RoundRobinLoadBalance 加权轮询 借鉴于 Nginx 的平滑加权轮询算法,默认权重相同,
LeastActiveLoadBalance 最少活跃优先 + 加权随机 背后是能者多劳的思想
ShortestResponseLoadBalance 最短响应优先 + 加权随机 更加关注响应速度
ConsistentHashLoadBalance 一致性 Hash 确定的入参,确定的提供者,适用于有状态请求

Random

  • 加权随机,按权重设置随机概率。
  • 在一个截面上碰撞的概率高,但调用量越大分布越均匀,而且按概率使用权重后也比较均匀,有利于动态调整提供者权重。
  • 缺点:存在慢的提供者累积请求的问题,比如:第二台机器很慢,但没挂,当请求调到第二台时就卡在那,久而久之,所有请求都卡在调到第二台上。

RoundRobin

  • 加权轮询,按公约后的权重设置轮询比率,循环调用节点
  • 缺点:同样存在慢的提供者累积请求的问题。

加权轮询过程过程中,如果某节点权重过大,会存在某段时间内调用过于集中的问题。
例如 ABC 三节点有如下权重:{A: 3, B: 2, C: 1}
那么按照最原始的轮询算法,调用过程将变成:A A A B B C

对此,Dubbo 借鉴 Nginx 的平滑加权轮询算法,对此做了优化,调用过程可抽象成下表:

轮前加和权重 本轮胜者 合计权重 轮后权重(胜者减去合计权重)
起始轮 \ \ A(0), B(0), C(0)
A(3), B(2), C(1) A 6 A(-3), B(2), C(1)
A(0), B(4), C(2) B 6 A(0), B(-2), C(2)
A(3), B(0), C(3) A 6 A(-3), B(0), C(3)
A(0), B(2), C(4) C 6 A(0), B(2), C(-2)
A(3), B(4), C(-1) B 6 A(3), B(-2), C(-1)
A(6), B(0), C(0) A 6 A(0), B(0), C(0)

我们发现经过合计权重(3+2+1)轮次后,循环又回到了起点,整个过程中节点流量是平滑的,且哪怕在很短的时间周期内,概率都是按期望分布的。

如果用户有加权轮询的需求,可放心使用该算法。

LeastActive

  • 加权最少活跃调用优先,活跃数越低,越优先调用,相同活跃数的进行加权随机。活跃数指调用前后计数差(针对特定提供者:请求发送数 - 响应返回数),表示特定提供者的任务堆积量,活跃数越低,代表该提供者处理能力越强。
  • 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;相对的,处理能力越强的节点,处理更多的请求。

ShortestResponse

  • 加权最短响应优先,在最近一个滑动窗口中,响应时间越短,越优先调用。相同响应时间的进行加权随机。
  • 使得响应时间越快的提供者,处理更多的请求。
  • 缺点:可能会造成流量过于集中于高性能节点的问题。

这里的响应时间 = 某个提供者在窗口时间内的平均响应时间,窗口时间默认是 30s。

ConsistentHash

  • 一致性 Hash,相同参数的请求总是发到同一提供者。
  • 当某一台提供者挂时,原本发往该提供者的请求,基于虚拟节点,平摊到其它提供者,不会引起剧烈变动。
  • 算法参见:Consistent Hashing | WIKIPEDIA
  • 缺省只对第一个参数 Hash,如果要修改,请配置 <dubbo:parameter key="hash.arguments" value="0,1" />
  • 缺省用 160 份虚拟节点,如果要修改,请配置 <dubbo:parameter key="hash.nodes" value="320" />

配置

服务端服务级别

<dubbo:service interface="..." loadbalance="roundrobin" />

客户端服务级别

<dubbo:reference interface="..." loadbalance="roundrobin" />

服务端方法级别

<dubbo:service interface="...">
    <dubbo:method name="..." loadbalance="roundrobin"/>
</dubbo:service>

客户端方法级别

<dubbo:reference interface="...">
    <dubbo:method name="..." loadbalance="roundrobin"/>
</dubbo:reference>