《RPC实战与核心原理》学习笔记Day10

11 | 负载均衡:节点负载差距这么大,为什么收到的流量还一样?

什么是负载均衡?

当我们的一个服务节点无法支撑现有的访问量时,我们会部署多个节点,组成一个集群,然后通过负载均衡,将请求分发给这个集群下的每个服务节点,从而达到多个服务节点共通分担请求压力的目的。

负载均衡有哪些类型?

负载均衡分为软负载和硬负载两种,软负载就是在一台或多台服务器上安装负载均衡软件,如LVS、Nginx等;硬负载就是通过硬件设备来实现负载均衡,例如F5服务器等。

有哪些常见的负载均衡算法?
常见的负载均衡算法包括:

  • 基于权重的随机算法
  • 基于最小活跃用数算法
  • 基于Hash一致性算法
  • 基于加权轮询算法

Dubbo默认采用基于权重的随机算法。

RPC中的负载均衡完全由RPC框架自身实现,RPC的服务调用者会与“注册中心”下发的所有服务节点建立长连接,在每次发起RPC调用时,服务调用者都会通过配置的负载均衡插件,自主选择一个服务节点,发起RPC调用请求。

示意图如下。


11-RPC框架负载均衡示意图.png

RPC的负载均衡策略一般包括随机权重、Hash、轮询等。

如何设计一个自适应的负载均衡?

所谓自适应的负载均衡,就是指负载均衡组件可以根据服务节点的可处理能力,动态调整服务节点的权重,将请求转发给合适的服务节点,从而保证整个系统的稳定性。

我们可以采用一种打分策略,服务调用者收集与之建立长连接的每个服务节点的指标数据,例如服务节点的负载指标、CPU核数、内存大小、请求处理的平均耗时、服务节点的健康状态等。我们可以为这些指标设置不同的权重,之后就可以计算每个服务节点动态分值。

在得到服务节点的动态分值后,我们把分值作为服务节点的权重,采用随机权重的负载均衡策略去分发请求,这样我们就可以完成一个自适应的负载均衡。

整体设计方案如下。


11-RPC动态负载均衡示意图.png

关键步骤如下:

  1. 添加服务指标收集器,并将其作为插件,默认有运行时状态指标收集器、请求耗时指标收集器。
  2. 运行时状态指标收集器收集服务节点CPU核数、CPU负载以及内存等指标,在服务调用者与服务提供者的心跳数据中获取。
  3. 请求耗时指标收集器收集请求耗时数据,如平均耗时、TP99、TP999等。
  4. 可以配置开启哪些指标收集器,并设置这些参考指标的指标权重,再根据指标数据和指标权重来综合打分。
  5. 通过服务节点的综合打分与节点的权重,最终计算出节点的最终权重,之后服务调用者会根据随机权重的策略,来选择服务节点。

12 | 异常重试:在约定的时间内安全可靠地重试

什么是RPC框架的重试机制?

当调用端发起的请求失败时,RPC框架自身可以进行重试,再重新发送请求,用户可以自行设置是否开启重试以及重试的次数。
调用端发起RPC请求时,会经过负载均衡,选择一个节点,之后它会向这个节点发送请求信息。当消息发送失败或收到异常消息时,我们就可以捕获异常,根据异常触发重试,重新通过负载均衡选择一个节点发送请求信息,并且记录请求的重试次数,当重试次数达到用户配置的重试次数时,就返回给调用端动态代理一个失败异常。

如何在约定的时间内安全可靠的重试?

首先,服务的业务逻辑需要是幂等的,这是我们可以重试的前提。

其次,在每次重试后,都需要重置一下请求的超时时间,因为连续的异常重试可能会导致请求处理时间过长造成超时。

再次,当我们发起服务重试时,负载均衡选择节点时,需要去掉重试之前出现过问题的节点,这样可以提高重试的成功率。

最后,我们可以在RPC框架中配置业务异常相关的白名单,这样当白名单中的业务异常类型被触发时,也可以进行服务重试。

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