golang 實現一個負載均衡案例(隨機,輪訓)

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今天用go實現一個簡單的負載均衡的算法，雖然簡單，還是要寫一下。

1.首先就是服務器的信息

package balance
type Instance struct {
    host string
    port int
}
func NewInstance(host string, port int) *Instance {
    return &Instance{
        host: host,
        port: port,
    }
}
func (p *Instance) GetHost() string {
    return p.host
}
func (p *Instance) GetPort() int {
    return p.port
}

2.接著定義接口

package balance
type Balance interface {
    /**
    *負載均衡算法
    */
    DoBalance([] *Instance,...string) (*Instance,error)
}

3.接著，是實現接口，random.go

package balance
import (
    "errors"
    "math/rand"
)
func init()  {
    RegisterBalance("random",&RandomBalance{})
}
type RandomBalance struct {
}
func (p *RandomBalance) DoBalance(insts [] *Instance,key...string) (inst *Instance, err error) {
    if len(insts) == 0 {
        err = errors.New("no instance")
        return
    }
    lens := len(insts)
    index := rand.Intn(lens)
    inst = insts[index]
    return
}

roundrobin.go

package balance
import (
    "errors"
)
func init() {
    RegisterBalance("round", &RoundRobinBalance{})
}
type RoundRobinBalance struct {
    curIndex int
}
func (p *RoundRobinBalance) DoBalance(insts [] *Instance, key ...string) (inst *Instance, err error) {
    if len(insts) == 0 {
        err = errors.New("no instance")
        return
    }
    lens := len(insts)
    if p.curIndex >= lens {
        p.curIndex = 0
    }
    inst = insts[p.curIndex]
    p.curIndex++
    return
}

4 然後，全部交給管理器來管理,這也是為什麼上面的文件全部重寫瞭init函數

package balance
import (
    "fmt"
)
type BalanceMgr struct {
    allBalance map[string]Balance
}
var mgr = BalanceMgr{
    allBalance: make(map[string]Balance),
}
func (p *BalanceMgr) registerBalance(name string, b Balance) {
    p.allBalance[name] = b
}
func RegisterBalance(name string, b Balance) {
    mgr.registerBalance(name, b)
}
func DoBalance(name string, insts []*Instance) (inst *Instance, err error) {
    balance, ok := mgr.allBalance[name]
    if !ok {
        err = fmt.Errorf("not fount %s", name)
        fmt.Println("not found ",name)
        return
    }
    inst, err = balance.DoBalance(insts)
    if err != nil {
        err = fmt.Errorf(" %s erros", name)
        return
    }
    return
}

下面進行測試：

func main() {
    var insts []*balance.Instance
    for i := 0; i < 10; i++ {
        host := fmt.Sprintf("192.168.%d.%d", rand.Intn(255), rand.Intn(255))
        port, _ := strconv.Atoi(fmt.Sprintf("880%d", i))
        one := balance.NewInstance(host, port)
        insts = append(insts, one)
    }
    var name = "round"
    if len(os.Args) > 1 {
        name = os.Args[1]
    }
    for {
        inst, err := balance.DoBalance(name, insts)
        if err != nil {
            fmt.Println("do balance err")
            time.Sleep(time.Second)
            continue
        }
        fmt.Println(inst)
        time.Sleep(time.Second)
    }
}

5.如果想擴展這個，又不入侵原來的代碼結構，可以類比上面實現dobalance接口即可

package add
import (
    "awesomeProject/test/balance"
    "fmt"
    "math/rand"
    "hash/crc32"
)
func init() {
    balance.RegisterBalance("hash", &HashBalance{})
}
type HashBalance struct {
    key string
}
func (p *HashBalance) DoBalance(insts [] *balance.Instance, key ...string) (inst *balance.Instance, err error) {
    defKey := fmt.Sprintf("%d", rand.Int())
    if len(key) > 0 {
        defKey = key[0]
    }
    lens := len(insts)
    if lens == 0 {
        err = fmt.Errorf("no balance")
        return
    }
    hashVal := crc32.Checksum([]byte(defKey), crc32.MakeTable(crc32.IEEE))
    index := int(hashVal) % lens
    inst = insts[index]
    return
}

這樣就能交給管理器統一管理瞭，而且不會影響原來的api。

補充：golang grpc配合nginx實現負載均衡

概述

grpc負載均衡有主要有進程內balance, 進程外balance, proxy 三種方式，本文敘述的是proxy方式，以前進程內的方式比較流行，靠etcd或者consul等服務發現來輪詢，隨機等方式實現負載均衡。

現在nginx 1.13過後正式支持grpc, 由於nginx穩定，高並發量，功能強大，更難能可貴的是部署方便，並且不像進程內balance那樣不同的語言要寫不同的實現，因此我非常推崇這種方式。

nginx的配置

確認安裝版本大於1.13的nginx後打開配置文件，寫入如下配置

upstream lb{
#負載均衡的grpc服務器地址
  server 127.0.0.1:50052;
  server 127.0.0.1:50053;
  server 127.0.0.1:50054;
  #keepalive 500;#這個東西是nginx和rpc服務器群保持長連接的總數，設置可以提高效率，同時避免nginx到rpc服務器之間默認是短連接並發過後造成time_wait過多
}
server {
  listen       9527     http2;
  access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
  http2_max_requests 10000;#這裡默認是1000，並發量上來會報錯，因此設置大一點
  #grpc_socket_keepalive on;#這個東西nginx1.5過後支持
  location / {
    grpc_pass grpc://lb;
    error_page 502 = /error502grpc;
  }
  location = /error502grpc {
    internal;
    default_type application/grpc;
    add_header grpc-status 14;
    add_header grpc-message "Unavailable";
    return 204;
  }
}

可以在host.access.log日志文件裡面看到數據轉發記錄

proto文件：

syntax = "proto3"; // 指定proto版本
package grpctest;     // 指定包名
// 定義Hello服務
service Hello {
    // 定義SayHello方法
    rpc SayHello(HelloRequest) returns (HelloReply) {}
}
// HelloRequest 請求結構
message HelloRequest {
    string name = 1;
}
// HelloReply 響應結構
message HelloReply {
    string message = 1;
}

客戶端：

客戶端連接地址填寫nginx的監聽地址，相關代碼如下：

package main
import (
 pb "protobuf/grpctest" // 引入proto包
 "golang.org/x/net/context"
 "google.golang.org/grpc"
 "google.golang.org/grpc/grpclog"
 "fmt"
 "time"
)
const (
 // Address gRPC服務地址
 Address = "127.0.0.1:9527"
)
func main() {
 // 連接
 conn, err := grpc.Dial(Address, grpc.WithInsecure())
 if err != nil {
  grpclog.Fatalln(err)
 }
 defer conn.Close()
 // 初始化客戶端
 c := pb.NewHelloClient(conn)
 reqBody := new(pb.HelloRequest)
 reqBody.Name = "gRPC"
 // 調用方法
 for{
  r, err := c.SayHello(context.Background(), reqBody)
  if err != nil {
   grpclog.Fatalln(err)
  }
  fmt.Println(r.Message)
  time.Sleep(time.Second)
 }
}

服務端：

package main
import (
 "net"
 "fmt"
 pb "protobuf/grpctest" // 引入編譯生成的包
 "golang.org/x/net/context"
 "google.golang.org/grpc"
 "google.golang.org/grpc/grpclog"
)
const (
 // Address gRPC服務地址
 Address = "127.0.0.1:50052"
 //Address = "127.0.0.1:50053"
 //Address = "127.0.0.1:50054"
)
var HelloService = helloService{}
type helloService struct{}
func (this helloService) SayHello(ctx context.Context,in *pb.HelloRequest)(*pb.HelloReply,error){
 resp := new(pb.HelloReply)
 resp.Message = Address+" hello"+in.Name+"."
 return resp,nil
}
func main(){
 listen,err:=net.Listen("tcp",Address)
 if err != nil{
  grpclog.Fatalf("failed to listen: %v", err)
 }
 s:=grpc.NewServer()
 pb.RegisterHelloServer(s,HelloService)
 grpclog.Println("Listen on " + Address)
 s.Serve(listen)
}

測試

以50052,50053,50054 3個端口啟3個服務端進程，運行客戶端代碼，即可看見如下效果：

在這裡插入圖片描述

負載均衡完美實現， 打開日志文件，可以看到post的地址為 /grpctest.Hello/SayHello，nginx配置為所有請求都按默認 localtion / 轉發，因此 nginx再配上合適的路由規則，還可實現更靈活轉發，也可達到微服務註冊的目的，非常方便。

以上為個人經驗，希望能給大傢一個參考，也希望大傢多多支持WalkonNet。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教。

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