Java Chassis 3技术解密:负载均衡选择器

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Java Chassis 3技术解密:负载均衡选择器

负载均衡用于管理微服务实例之间的访问策略。它负责在每次请求中高效选择目标实例,并保持请求在多个目标实例中均衡。目标实例选择过程可以使用下面的示例图简单展示:

AZ亲和是常见的选择器之一。它根据本实例的AZ信息和目标实例的AZ信息,确定合适的目标实例子集,实例子集与本实例具有相同的AZ信息。

负载均衡选择器是一个典型的职责链模式。

  • Ribbon 的职责链

    public interface ServerListFilter<T extends Server> {
    List<T> getFilteredListOfServers(List<T> servers);
    }

  • Spring Cloud Commons 的职责链

    public abstract class DelegatingServiceInstanceListSupplier implements ServiceInstanceListSupplier, InitializingBean, DisposableBean {
    protected final ServiceInstanceListSupplier delegate;

    复制代码
    public DelegatingServiceInstanceListSupplier(ServiceInstanceListSupplier delegate) {
      this.delegate = delegate;
    }
    
    public ServiceInstanceListSupplier getDelegate() {
      return this.delegate;
    }

    }

  • Java Chassis 的职责链

    public interface DiscoveryFilter extends Ordered {
    DiscoveryTreeNode discovery(DiscoveryContext context, DiscoveryTreeNode parent);
    }

Java Chassis 使用了树型结构的职责链,它的工作过程如下:

  • 将实例预分组。
  • 通过树型结构索引,快速找到目标实例集合。
  • 当某个树节点为空的场景,可以返回上层选择器,重新查找。

能够快速检索到实例的场景:

出现实例为空的的场景:

相对于线性的职责链模式,树型职责链模式存在两方面明显的优势:

  • 计算复杂度从 O(N) 降低为 O(1)。 当实例规模很大,比如超过1000的时候,该算法能够极大的降低CPU使用率,减少垃圾回收的数量。
  • 能够解决上层选择器的结果在下层选择器的结果为空的问题。比如在AZ亲和场景,如果本AZ的实例不满足后续选择器的条件,那么使用非本AZ的实例,能够确保本次访问的正确性,降低错误率,也能够更好的满足请求均衡的要求。

客户故事:在某个客户的实际场景中,如果实例数超过1000,负载均衡的CPU消耗占到整个请求处理时间的20%以上,随着应用规模的变大,负载均衡处理算法的性能优化变得更加重要了。

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