Golang 负载均衡算法，会写吗？

原创磊丰 Go语言圈 2024-01-18 08:30 广东 4人听过

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在Go语言中，负载均衡算法通常由代理、反向代理或者应用层负载均衡器来实现。在这些实现中，有一些经典的负载均衡算法：

轮询法（Round Robin）： 将请求按顺序轮流地分配到后端服务器，是最简单的负载均衡算法。每个请求都按照事先约定的顺序依次分配到不同的服务器，循环往复。
随机法（Random）： 随机选择一个服务器进行请求。这种算法的好处是简单、易于理解，适用于请求比较均匀的情况。
最小连接数法（Least Connections）： 选择连接数最少的服务器进行请求。这样可以使得负载相对均衡，避免某个服务器过载。
加权轮询法（Weighted Round Robin）： 在轮询法的基础上，不同服务器分配的权重不同。权重高的服务器能够处理更多的请求。
加权随机法（Weighted Random）： 在随机法的基础上，不同服务器有不同的权重。根据权重的大小，服务器被随机选择的概率不同。
IP Hash法： 使用客户端的IP地址进行哈希运算，根据哈希值将请求分配给特定的服务器。这样可以保证相同的客户端IP地址的请求都会被分配到同一台服务器上，适用于需要保持会话一致性的场景。

你也可以使用一些第三方库实现负载均衡，比如 gobalancer、ghoxy 等。这些库提供了多种负载均衡算法的实现，并可以方便地集成到Go应用中。

以下是这几种经典的负载均衡算法的简单示例代码：

轮询法（Round Robin）

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type RoundRobin struct {
    servers []string
    index   int
    lock    sync.Mutex
}

func NewRoundRobin(servers []string) *RoundRobin {
    return &RoundRobin{
        servers: servers,
        index:   0,
    }
}

func (rr *RoundRobin) GetNextServer() string {
    rr.lock.Lock()
    defer rr.lock.Unlock()

    server := rr.servers[rr.index]
    rr.index = (rr.index + 1) % len(rr.servers)
    return server
}

func main() {
    servers := []string{"Server1", "Server2", "Server3"}
    rr := NewRoundRobin(servers)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("Request sent to:", rr.GetNextServer())
    }
}

随机法（Random）

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

type Random struct {
    servers []string
}

func NewRandom(servers []string) *Random {
    return &Random{
        servers: servers,
    }
}

func (r *Random) GetRandomServer() string {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    index := rand.Intn(len(r.servers))
    return r.servers[index]
}

func main() {
    servers := []string{"Server1", "Server2", "Server3"}
    random := NewRandom(servers)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("Request sent to:", random.GetRandomServer())
    }
}

最小连接数法（Least Connections）

这个算法需要在实际的负载均衡器中实现，涉及到连接数的统计和动态调整。

加权轮询法（Weighted Round Robin）

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

type WeightedRoundRobin struct {
    servers    []string
    weights    []int
    currentIdx int
    lock       sync.Mutex
}

func NewWeightedRoundRobin(servers []string, weights []int) *WeightedRoundRobin {
    return &WeightedRoundRobin{
        servers:    servers,
        weights:    weights,
        currentIdx: 0,
    }
}

func (wrr *WeightedRoundRobin) GetNextServer() string {
    wrr.lock.Lock()
    defer wrr.lock.Unlock()

    server := wrr.servers[wrr.currentIdx]
    wrr.currentIdx = (wrr.currentIdx + 1) % len(wrr.servers)
    return server
}

func main() {
    servers := []string{"Server1", "Server2", "Server3"}
    weights := []int{2, 1, 3} // Server1权重为2，Server2权重为1，Server3权重为3

    wrr := NewWeightedRoundRobin(servers, weights)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("Request sent to:", wrr.GetNextServer())
    }
}

加权随机法（Weighted Random）

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

type WeightedRandom struct {
    servers []string
    weights []int
}

func NewWeightedRandom(servers []string, weights []int) *WeightedRandom {
    return &WeightedRandom{
        servers: servers,
        weights: weights,
    }
}

func (wr *WeightedRandom) GetWeightedRandomServer() string {
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    totalWeight := 0
    for _, weight := range wr.weights {
        totalWeight += weight
    }

    randWeight := rand.Intn(totalWeight)

    for i, weight := range wr.weights {
        if randWeight < weight {
            return wr.servers[i]
        }
        randWeight -= weight
    }

    return wr.servers[len(wr.servers)-1]
}

func main() {
    servers := []string{"Server1", "Server2", "Server3"}
    weights := []int{2, 1, 3} // Server1权重为2，Server2权重为1，Server3权重为3

    wr := NewWeightedRandom(servers, weights)

    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println("Request sent to:", wr.GetWeightedRandomServer())
    }
}

IP Hash法

package main

import (
    "fmt"
    "hash/fnv"
    "strconv"
)

type IPHash struct {
    servers []string
}

func NewIPHash(servers []string) *IPHash {
    return &IPHash{
        servers: servers,
    }
}

func (ih *IPHash) GetServerByIP(ip string) string {
    h := fnv.New32a()
    h.Write([]byte(ip))
    index := int(h.Sum32()) % len(ih.servers)
    return ih.servers[index]
}

func main() {
    servers := []string{"Server1", "Server2", "Server3"}
    ih := NewIPHash(servers)

    ips := []string{"192.168.1.1", "192.168.1.2", "192.168.1.3"}

    for _, ip := range ips {
        fmt.Printf("Request from IP %s sent to: %s\n", ip, ih.GetServerByIP(ip))
    }
}