【前言】
Dubbo 的定位是分布式服务框架，为了避免单点压力过大，服务的提供者通常部署多台，如何从服务提供者集群中选取一台提供者进行调用，就依赖于Dubbo的负载均衡策略。
【负载均衡策略】
Dubbo目前主要提供下列四种负载均衡算法：
- RandomLoadBalance：随机负载均衡算法，Dubbo默认的负载均衡策略。
如果权重不相同且权重大于0则按总权重数随机，如果权重相同或权重为0则均等随机
protected Invoker doSelect(List> invokers, URL url, Invocation invocation) {
int length = invokers.size(); // 总个数
int totalWeight = 0; // 总权重
boolean sameWeight = true; // 权重是否都一样
for (int i = 0; i < length; i++) {
int weight = getWeight(invokers.get(i), invocation);
totalWeight += weight; // 累计总权重
if (sameWeight && i > 0
&& weight != getWeight(invokers.get(i - 1), invocation)) {
sameWeight = false; // 计算所有权重是否一样
}
}
if (totalWeight > 0 && ! sameWeight) {
// 如果权重不相同且权重大于0则按总权重数随机
int offset = random.nextInt(totalWeight);
// 并确定随机值落在哪个片断上
for (int i = 0; i < length; i++) {
offset -= getWeight(invokers.get(i), invocation);
if (offset < 0) {
return invokers.get(i);
}
}
}
// 如果权重相同或权重为0则均等随机
return invokers.get(random.nextInt(length));
}
我们现在假设集群有四个节点分别对应的权重为｛A:1,B:2,C:3,D:4｝，分别将权重套入到代码中进行分析，该随机算法按总权重进行加权随机，A节点负载请求的概率为1/(1+2+3+4)，依次类推，B，C，D负载的请求概率分别是20%，30%，40%。在这种方式下，用户可以根据机器的实际性能动态调整权重比率，如果发现机器D负载过大，请求堆积过多，通过调整权重可以缓解机器D处理请求的压力。
- RoundRobinLoadBalance：轮询负载均衡算法，按公约后的权重设置轮循比率。
protected Invoker doSelect(List> invokers, URL url, Invocation invocation) {
String key = invokers.get(0).getUrl().getServiceKey() + "." + invocation.getMethodName();
int length = invokers.size(); // 总个数
int maxWeight = 0; // 最大权重
int minWeight = Integer.MAX_VALUE; // 最小权重
final LinkedHashMap, IntegerWrapper> invokerToWeightMap = new LinkedHashMap, IntegerWrapper>();
int weightSum = 0;
for (int i = 0; i < length; i++) {
int weight = getWeight(invokers.get(i), invocation);
maxWeight = Math.max(maxWeight, weight); // 累计最大权重
minWeight = Math.min(minWeight, weight); // 累计最小权重
if (weight > 0) {
invokerToWeightMap.put(invokers.get(i), new IntegerWrapper(weight));
weightSum += weight;
}
}
AtomicPositiveInteger sequence = sequences.get(key);
if (sequence == null) {
sequences.putIfAbsent(key, new AtomicPositiveInteger());
sequence = sequences.get(key);
}
//每次调用currentSequence多会增加1
int currentSequence = sequence.getAndIncrement();
// 权重不一样，对总权重进行取余
if (maxWeight > 0 && minWeight < maxWeight) {
int mod = currentSequence % weightSum;
for (int i = 0; i < maxWeight; i++) {
for (Map.Entry, IntegerWrapper> each : invokerToWeightMap.entrySet()) {
final Invoker k = each.getKey();
final IntegerWrapper v = each.getValue();
if (mod == 0 && v.getValue() > 0) {//mod 减少为0，并且权重大于0的时候返回
return k;
}
if (v.getValue() > 0) {
//权重递减
v.decrement();
//mod递减
mod--;
}
}
}
}
// 权重一样的时候，取模轮循
return invokers.get(currentSequence % length);
}
a. 如果权重不一样时，获取一个当前的权重基数，然后从权重集合中筛选权重大于当前权重基数的集合，如果筛选出的集合的长度为1，此时所访问的机器就是集合里面的权重对应的机器
b. 如果权重一样时就取模轮循
依次类推，能够发现，这种模式下，在权重设置不合理的情况下，会导致某些节点无法负载请求，另外，如果有些机器性能比较低，会存在请求阻塞的情况。
- LeastActiveLoadBalance：最少活跃数负载均衡算法，
对于同一个服务的同一个方法，会将请求负载到该请求活跃数最少的节点上，如果节点上活跃数相同，则随机负载。
protected Invoker doSelect(List> invokers, URL url, Invocation invocation) {
int length = invokers.size(); // 总个数
int leastActive = -1; // 最小的活跃数
int leastCount = 0; // 相同最小活跃数的个数
int[] leastIndexs = new int[length]; // 相同最小活跃数的下标
int totalWeight = 0; // 总权重
int firstWeight = 0; // 第一个权重，用于于计算是否相同
boolean sameWeight = true; // 是否所有权重相同
for (int i = 0; i < length; i++) {
Invoker invoker = invokers.get(i);
int active = RpcStatus.getStatus(invoker.getUrl(), invocation.getMethodName()).getActive(); // 活跃数
int weight = invoker.getUrl().getMethodParameter(invocation.getMethodName(), Constants.WEIGHT_KEY, Constants.DEFAULT_WEIGHT); // 权重
if (leastActive == -1 || active < leastActive) { // 发现更小的活跃数，重新开始
leastActive = active; // 记录最小活跃数
leastCount = 1; // 重新统计相同最小活跃数的个数
leastIndexs[0] = i; // 重新记录最小活跃数下标
totalWeight = weight; // 重新累计总权重
firstWeight = weight; // 记录第一个权重
sameWeight = true; // 还原权重相同标识
} else if (active == leastActive) { // 累计相同最小的活跃数
leastIndexs[leastCount ++] = i; // 累计相同最小活跃数下标
totalWeight += weight; // 累计总权重
// 判断所有权重是否一样
if (sameWeight && i > 0
&& weight != firstWeight) {
sameWeight = false;
}
}
}
// assert(leastCount > 0)
if (leastCount == 1) {
// 如果只有一个最小则直接返回
return invokers.get(leastIndexs[0]);
}
if (! sameWeight && totalWeight > 0) {
// 如果权重不相同且权重大于0则按总权重数随机
int offsetWeight = random.nextInt(totalWeight);
// 并确定随机值落在哪个片断上
for (int i = 0; i < leastCount; i++) {
int leastIndex = leastIndexs[i];
offsetWeight -= getWeight(invokers.get(leastIndex), invocation);
if (offsetWeight <= 0)
return invokers.get(leastIndex);
}
}
// 如果权重相同或权重为0则均等随机
return invokers.get(leastIndexs[random.nextInt(leastCount)]);
}
思路主要是，获取最小的活跃数，把活跃数等于最小活跃数的调用者维护成一个数组
如果权重一致随机取出，如果不同则跟随机负载均衡一致，累加权重，然后随机取出。
即一共维护了两个数组，假设最小活跃数数组为｛A:2，B:2，C:3，D:4｝，权重数组为｛A:2，B:3，C:4，D:5｝，那么leastIndexs维护了最小相同活跃数的数组值为：[0,1,0,0]，总的权重也是维护最小活跃数的权重，总权重为5，那么最终将A节点负载的概率为40%，B节点负载的概率为60%
- ConsistentHashLoadBalance: 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。
public class ConsistentHashLoadBalance extends AbstractLoadBalance {
private static final class ConsistentHashSelector {
public ConsistentHashSelector(List> invokers, String methodName, int identityHashCode) {
this.virtualInvokers = new TreeMap>();
this.identityHashCode = System.identityHashCode(invokers);
URL url = invokers.get(0).getUrl();
this.replicaNumber = url.getMethodParameter(methodName, "hash.nodes", 160);
String[] index = Constants.COMMA_SPLIT_PATTERN.split(url.getMethodParameter(methodName, "hash.arguments", "0"));
argumentIndex = new int[index.length];
for (int i = 0; i < index.length; i ++) {
argumentIndex[i] = Integer.parseInt(index[i]);
}
for (Invoker invoker : invokers) {
for (int i = 0; i < replicaNumber / 4; i++) {
byte[] digest = md5(invoker.getUrl().toFullString() + i);
for (int h = 0; h < 4; h++) {
long m = hash(digest, h);
virtualInvokers.put(m, invoker);
}
}
}
}
public Invoker select(Invocation invocation) {
String key = toKey(invocation.getArguments());
byte[] digest = md5(key);
Invoker invoker = sekectForKey(hash(digest, 0));
return invoker;
}
}
}
构造函数中，每个实际的提供者均有160个（默认值，可调整）虚拟节点，每个提供者对应的虚拟节点将平均散列到哈希环上，当有请求时，先计算该请求参数对应的哈希值，然后顺时针寻找最近的虚拟节点，得到实际的提供者节点。
关于一致性哈希算法的实现原理可参考如下：
【参考】
一致性哈希算法的实现原理