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如何实现负载均衡算法的代码编写？

2024-11-16 01:01 分类：技术问答 阅读() 评论(0)

负载均衡算法实现代码

负载均衡算法实现代码

负载均衡算法是用于将请求均匀分配到多个服务器上，以优化资源使用、最大化吞吐量和最小化响应时间，本文将详细介绍几种常见的负载均衡算法及其Java实现代码，包括轮询法、加权轮询法、随机法、加权随机法和IP-Hash法。

一、轮询法（Round Robin）

轮询法按顺序把每个新的连接请求分配给下一个服务器，最终把所有请求平分给所有的服务器。

1. 代码实现

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class TestRoundRobin { 
    // 定义map, key-ip,value-weight
    static Map<String, Integer> ipMap = new HashMap<>();
    static {
        ipMap.put("192.168.13.1", 1);
        ipMap.put("192.168.13.2", 1);
        ipMap.put("192.168.13.3", 1);
    }

    private static Integer pos = 0;
    public String RoundRobin() {
        Map<String, Integer> ipServerMap = new ConcurrentHashMap<>();
        ipServerMap.putAll(ipMap);

        Set<String> ipSet = ipServerMap.keySet();
        ArrayList<String> ipList = new ArrayList<>(ipSet);

        String serverName = null;
        synchronized (pos) {
            if (pos >= ipSet.size()) {
                pos = 0;
            }
            serverName = ipList.get(pos);
            pos++;
        }
        return serverName;
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestRoundRobin testRoundRobin = new TestRoundRobin();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String serverIp = testRoundRobin.RoundRobin();
            System.out.println(serverIp);
        }
    }
}

2. 解释

ipMap：存储服务器的IP地址和权重。

pos：当前轮询的位置。

RoundRobin方法：获取下一个服务器的IP地址。

负载均衡算法实现代码

main方法：测试轮询法的效果。

二、加权轮询法（Weighted Round Robin）

加权轮询法在轮询的基础上，根据服务器的不同处理能力分配不同比例的请求。

1. 代码实现

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class TestWeightRobin {
    // 定义map, key-ip,value-weight
    static Map<String, Integer> ipMap = new HashMap<>();
    static {
        ipMap.put("192.168.13.1", 1);
        ipMap.put("192.168.13.2", 2);
        ipMap.put("192.168.13.3", 4);
    }

    private Integer pos = 0;
    private Integer currentWeight = 0;
    private Map<String, Integer> weightMap = new ConcurrentHashMap<>();
    private List<String> servers = new ArrayList<>();
    public TestWeightRobin() {
        weightMap.putAll(ipMap);
        servers.addAll(weightMap.keySet());
    }
    public String WeightRobin() {
        while (true) {
            for (String server : servers) {
                currentWeight += weightMap.get(server);
                if (currentWeight > pos) {
                    currentWeight -= weightMap.get(server);
                    return server;
                }
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestWeightRobin testWeightRobin = new TestWeightRobin();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String serverIp = testWeightRobin.WeightRobin();
            System.out.println(serverIp);
        }
    }
}

2. 解释

ipMap：存储服务器的IP地址和权重。

pos和currentWeight：用于计算当前位置和权重。

负载均衡算法实现代码

WeightRobin方法：根据权重选择服务器。

main方法：测试加权轮询法的效果。

三、随机法（Random）

随机法通过系统随机函数，根据后端服务器列表的大小值来随机选取一台服务器。

1. 代码实现

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class TestRandom {
    // 定义map, key-ip,value-weight
    static Map<String, Integer> ipMap = new HashMap<>();
    static {
        ipMap.put("192.168.13.1", 1);
        ipMap.put("192.168.13.2", 2);
        ipMap.put("192.168.13.3", 4);
    }

    public String Random() {
        Map<String, Integer> ipServerMap = new ConcurrentHashMap<>();
        ipServerMap.putAll(ipMap);

        Set<String> ipSet = ipServerMap.keySet();
        ArrayList<String> ipList = new ArrayList<>(ipSet);

        Random random = new Random();
        int pos = random.nextInt(ipList.size());
        return ipList.get(pos);
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestRandom testRandom = new TestRandom();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String serverIp = testRandom.Random();
            System.out.println(serverIp);
        }
    }
}

2. 解释

ipMap：存储服务器的IP地址和权重。

Random方法：随机选择服务器。

main方法：测试随机法的效果。

四、加权随机法（Weighted Random）

加权随机法在随机法的基础上，根据服务器的不同处理能力分配不同比例的请求。

1. 代码实现

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
public class TestWeightRandom {
    // 定义map, key-ip,value-weight
    static Map<String, Integer> ipMap = new HashMap<>();
    static {
        ipMap.put("192.168.13.1", 1);
        ipMap.put("192.168.13.2", 2);
        ipMap.put("192.168.13.3", 4);
    }

    public String weightRandom() {
        Map<String, Integer> ipServerMap = new ConcurrentHashMap<>();
        ipServerMap.putAll(ipMap);

        Set<String> ipSet = ipServerMap.keySet();
        ArrayList<String> ipList = new ArrayList<>(ipSet);
        ArrayList<Integer> weights = new ArrayList<>();

        for (String server : ipList) {
            int weight = ipServerMap.get(server);
            for (int i = 0; i < weight; i++) {
                weights.add(weight); // 根据权重添加对应数量的元素
            }
        }
        Collections.shuffle(weights); // 打乱顺序
        if (!weights.isEmpty()) {
            return ipList.get(weights.indexOf(weights.get(new Random().nextInt(weights.size()))); // 随机选择一个元素对应的服务器IP
        } else {
            return null; // 如果列表为空，返回null
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TestWeightRandom testWeightRandom = new TestWeightRandom();
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            String serverIp = testWeightRandom.weightRandom();
            System.out.println(serverIp);
        }
    }
}

2. 解释

ipMap：存储服务器的IP地址和权重。

weightRandom方法：根据权重随机选择服务器。

main方法：测试加权随机法的效果。

五、IP-Hash法（IP-Hash）

IP-Hash法通过哈希函数计算客户端IP地址的数值，然后根据哈希值将请求分配到对应的服务器。

1. 代码实现

import java.util.*;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;
import java.math.BigInteger;
import java.net.UnknownHostException;
import java.net.InetAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.stream.Collectors;
import java.util.stream.IntStream;
import java.util.stream.Stream;
import org.apache.commons.codec.binary.Hex;
import org.apache.commons.codec.digest.DigestUtils;
import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
import com.google.common.hash.Hashing;
import com.google.common.primitives.Longs;
import com.google.common.primitives.SignedBytes;
import com.google.common.base.Preconditions;
import com.google.common.collect.ImmutableMap;
import com.google.common.collect.ImmutableSet;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common.primitives.UnsignedInts;
import com.google.common.primitives.UnsignedLongs;
import com.google.common.primitives.UnsignedShorts;
import com.google.common.primitives.UnsignedBytes;
import com.google.common

各位小伙伴们，我刚刚为大家分享了有关“负载均衡算法实现代码”的知识，希望对你们有所帮助。如果您还有其他相关问题需要解决，欢迎随时提出哦！

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文章名称：《如何实现负载均衡算法的代码编写？》
文章链接：https://yuyunkj.com/article/20729.html
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  • 一、轮询法（Round Robin）
  • 三、随机法（Random）
  • 五、IP-Hash法（IP-Hash）

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