高性能负载均衡:算法

——————————————————摘抄自《极客时间 李运华 从0开始学架构》
负载均衡算法数量较多,而且可以根据一些业务特性进行定制开发,抛开细节上的差异,根据算法期望达到的目的,大体上可以分为下面几类。

任务平分类:负载均衡系统将收到的任务平均分配给服务器进行处理,这里的“平均”可以是绝对数量的平均,也可以是比例或者权重上的平均。

负载均衡类:负载均衡系统根据服务器的负载来进行分配,这里的负载并不一定是通常意义上我们说的“CPU 负载”,而是系统当前的压力,可以用 CPU 负载来衡量,也可以用连接数、I/O 使用率、网卡吞吐量等来衡量系统的压力。

性能最优类:负载均衡系统根据服务器的响应时间来进行任务分配,优先将新任务分配给响应最快的服务器。

Hash 类:负载均衡系统根据任务中的某些关键信息进行 Hash 运算,将相同 Hash 值的请求分配到同一台服务器上。常见的有源地址 Hash、目标地址 Hash、session id hash、用户 ID Hash 等。

FAQ:
微信抢红包的高并发架构,应该采取什么样的负载均衡算法?谈谈你的分析和理解。
微信红包有三个基本动作:发红包,抢红包,拆红包。发红包就是在数据库插一条红包库存数据,抢红包就是查询红包库存数据,拆红包就是插入一条秒杀流水并更新库存数据。

有三个难点:一是海量的并发,二是资金安全,三是良好的用户体验。资金安全决定了交易只能直接建立在数据库上,不能建立在缓存上。良好的用户体验就是要求不能出现不公平的现象,保证先抢先得,先抢的不能失败。
微信红包的算法选择上,由于并发量特别高,需要有一个简单高效的算法,因而性能优先类算法可以不做考虑。对于微信这种级别的机房,其容器化技术必然是炉火纯青,每一台vm的配置是可以完全相同的,因而也就无需采用负载均衡类算法和权重轮询算法,剩下来的就是hash类算法和简单轮询算法。对于红包业务,最主要的操作是发红包和抢红包:不管是发个人红包还是发群红包整体业务相差不大,可以采用简单轮询算法,到任何一台服务器均可。但抢个人红包和抢群红包是不同的,抢群红包是有先后顺序,当有多个人抢同一个群红包时最好是由同一个服务器进行处理,这台服务器在收到抢红包的请求后将请求放到一个队列中,而后按照先进先出的方式进行消费,可以保证先到的人能抢到红包,后到的人后抢到红包。因而对于抢红包业务最好按照红包id进行hash负载。
如果是只选择一个负载算法的话,就是hash负载,发红包按照userid进行hash负载,抢红包按照红包id进行hash负载。

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