负载均衡算法--最小连接数法（Least Connections）

旧城等待， 2022-01-29 23:25 908阅读 0赞

接上一篇博文：[负载均衡算法–源地址哈希法（Hash）][Hash]。

最小连接数法是根据服务器当前的连接情况进行负载均衡的，当请求到来时，会选取当前连接数最少的一台服务器来处理请求。由此也可以延伸出，根据服务器 CPU 占用最少，根据单位时间内处理请求的效率高低等进行服务器选择。最小连接数法只是动态分配服务器的一种算法，通过各种维度的参数计算，可以找到适合不同场景的更均衡的动态分配服务器的方案。

### 算法描述 ###

假设有 N 台服务器 S = \{S0, S1, S2, …, Sn\}，算法可以描述为：  
1、实时记录每台服务器的连接数  
2、查找当前连接数最小的服务器

假定我们现在有如下四台服务器：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>服务器地址</th> 
   <th>连接数</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.3</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.4</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

进行 10 次访问后， 被分配的服务器如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>服务器地址</th> 
   <th>序号</th> 
   <th>连接数</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
   <td>2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>3</td> 
   <td>4</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.1</td> 
   <td>1</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>2</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.2</td> 
   <td>3</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>192.168.1.3</td> 
   <td>4</td> 
   <td>5</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 代码实现 ###

1、服务器连接数 bean 类

package org.learn.loadbalance;
    
    import java.io.Serializable;
    
    public class ConnectionsServer implements Serializable {
        private static final long serialVersionUID = 7246747589293111189L;
    
        private String server;
        private Integer connnections;
    
        public ConnectionsServer(String server, Integer connnections){
            this.server = server;
            this.connnections = connnections;
        }
    
        public String getServer() {
            return server;
        }
    
        public void setServer(String server) {
            this.server = server;
        }
    
        public Integer getConnnections() {
            return connnections;
        }
    
        public void setConnnections(Integer connnections) {
            this.connnections = connnections;
        }
    }

1、服务器管理类

package org.learn.loadbalance;
    
    import java.util.Map;
    import java.util.TreeMap;
    
    /**
     * @author zhibo
     * @date 2019/5/16 16:25
     */
    public class ConnectionsServerManager {
        public volatile static Map<String, ConnectionsServer> serverMap = new TreeMap<>();
    
        static {
            serverMap.put("192.168.1.1", new ConnectionsServer("192.168.1.1",1));
            serverMap.put("192.168.1.2", new ConnectionsServer("192.168.1.2",2));
            serverMap.put("192.168.1.3", new ConnectionsServer("192.168.1.3",3));
            serverMap.put("192.168.1.4", new ConnectionsServer("192.168.1.4",4));
        }
    }

2、最小连接数类

package org.learn.loadbalance;
    
    import java.util.Iterator;
    import java.util.Map;
    import java.util.TreeMap;
    
    /**
     * @author zhibo
     * @date 2019/5/16 16:28
     */
    public class LeastBalance {
    
        public static String getServer() {
            Map<String, ConnectionsServer> serverMap = new TreeMap<>(ConnectionsServerManager.serverMap);
            Iterator<String> iterator = serverMap.keySet().iterator();
    
            ConnectionsServer minConnectionsServer = null;
            while (iterator.hasNext()){
                ConnectionsServer server = serverMap.get(iterator.next());
                if(minConnectionsServer == null){
                    minConnectionsServer = server;
                }
    
                if(minConnectionsServer.getConnnections() > server.getConnnections()){
                    minConnectionsServer = server;
                }
            }
    
            minConnectionsServer.setConnnections(minConnectionsServer.getConnnections() + 1);
            ConnectionsServerManager.serverMap.put(minConnectionsServer.getServer(), minConnectionsServer);
            System.out.println(String.format("ip=%s, connections=%s",minConnectionsServer.getServer(), minConnectionsServer.getConnnections()));
            return minConnectionsServer.getServer();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                String server = getServer();
            }
        }
    }

执行 main 方法输出结果如下：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGliby5ibG9nLmNzZG4ubmV0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
最小连接数法是一个简单的动态分配服务器的方案，它提供了一个站在服务器角度思考动态分配服务器的简单方案。在实际的使用过程中，通过单一的连接数进行服务器运行状态的判定可能不太科学的，还需要针对使用场景进行分析。

文章内容仅代表个人观点，如有不正之处，欢迎批评指正，谢谢大家。

[Hash]: https://zhibo.blog.csdn.net/article/details/90288865
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