在多台机器实现负载均衡的时候,经常用到轮询调度算法(round-robin scheduling)。
轮询调度算法就是以循环的方式依次将请求调度不同的服务器,即每次调度执行i = (i 1) mod n,并选出第i台服务器。
算法的优点是其简洁性,它无需记录当前所有连接的状态,所以它是一种无状态调度。
1、算法流程:
假设有一组服务器 s = {s0, s1, …, sn-1} ,有相应的权重,变量i表示上次选择的服务器,权值cw初始化为0,i初始化为-1 ,当第一次的时候取权值取最大的那个服务器,通过权重的不断递减,寻找适合的服务器返回,直到轮询结束,权值返回为0
2、代码实现:
/*
* 权重轮询调度算法(weighted round-robin scheduling)
* 在多台机器实现负载均衡的时候,存在调度分配的问题.
* 如果服务器的配置的处理能力都一致的话,平均轮询分配可以直接解决问题,然而有些时候机器的处理能力是不一致的.
* 假如有2台机器 a和b , a的处理能力是b的2倍,则a的权重为2,b的权重为1.权值高的服务器先收到的连接,
* 权值高的服务器比权值低的服务器处理更多的连接,相同权值的服务器处理相同数目的连接数。
* */
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define server_count 10
#define rand_weight 10
#define buffer_size 1024
struct srv_info
{
srv_info()
{
ip = new char[buffer_size];
weight = 0;
}
char* ip;
int weight;
};
static vector server; //服务器信息
static int i = -1; //上一次选择的服务器
static int cw = 0; //当前调度的权值
int get_gcd(); //获得所有服务器权值的最大公约数
int get_max_weight(); //获得所有服务器中的最大权值
int get_server(srv_info* s); //轮询调度
int main(int argc, char **argv)
{
srand(time(null));
char tmp[buffer_size];
server.clear();
for (int i = 0; i < server_count; i )
{
const char* s = "192.168.0.10";
memset(tmp, '\0', buffer_size);
sprintf(tmp, "%s%d", s, i);
struct srv_info sinfo;
memcpy(sinfo.ip, tmp, buffer_size);
sinfo.weight = rand() % rand_weight;
server.push_back(sinfo);
}
printf("server count: %ld\n", server.size());
for (size_t i = 0; i < server.size(); i )
{
printf("%s weight: %d\n", server[i].ip, server[i].weight);
}
printf("====================================\n");
int used_count[server_count] = {0};
srv_info s;
for (int i = 0; i < 100; i )
{
int ret = get_server(&s);
if (ret == -1)
continue;
printf("%s weight: %d\n", s.ip, s.weight);
int count = used_count[ret];
used_count[ret] = count;
}
printf("====================================\n");
for (int i = 0; i < server_count; i )
{
printf("%s weight:%d called %d times\n", server[i].ip, server[i].weight, used_count[i]);
}
return 0;
}
int get_gcd()
{
return 1;
}
int get_max_weight()
{
int max = 0;
for (size_t i = 0; i < server.size(); i )
{
if (server[i].weight > max)
max = server[i].weight;
}
return max;
}
/**
* 算法流程:
* 假设有一组服务器 s = {s0, s1, …, sn-1} ,有相应的权重,变量i表示上次选择的服务器,
* 权值cw初始化为0,i初始化为-1 ,当第一次的时候取权值取最大的那个服务器,
* 通过权重的不断递减,寻找适合的服务器返回,直到轮询结束,权值返回为0
*/
int get_server(srv_info* s)
{
static int n = server.size(); //服务器个数
static int gcd = get_gcd();
static int max = get_max_weight();
while (true)
{
i = (i 1) % n;
if (i == 0)
{
cw = cw - gcd;
if (cw <= 0)
{
cw = max;
if (cw == 0)
return -1;
}
}
if (server[i].weight >= cw)
{
s->weight = server[i].weight;
memcpy(s->ip, server[i].ip, buffer_size);
return i;
}
}
return -1;
}
3、结果:
10个服务器为例:
进行100次的轮询,其结果为: