Dubbo负载均衡、协议

电玩女神 2022-02-14 02:31 302阅读 0赞

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# 背景 #

Dubbo是一个分布式服务框架，能避免单点故障和支持服务的横向扩容。一个服务通常会部署多个实例。如何从多个服务 Provider 组成的集群中挑选出一个进行调用，就涉及到一个负载均衡的策略。

# 几个概念 #

在讨论负载均衡之前，我想先解释一下这3个概念。

1.  负载均衡
2.  集群容错
3.  服务路由

这3个概念容易混淆。他们都描述了怎么从多个 Provider 中选择一个来进行调用。那他们到底有什么区别呢?下面我来举一个简单的例子，把这几个概念阐述清楚吧。

有一个Dubbo的用户服务，在北京部署了10个，在上海部署了20个。一个杭州的服务消费方发起了一次调用，然后发生了以下的事情:

1.  根据配置的路由规则，如果杭州发起的调用，会路由到比较近的上海的20个 Provider。
2.  根据配置的随机负载均衡策略，在20个 Provider 中随机选择了一个来调用，假设随机到了第7个 Provider。
3.  结果调用第7个 Provider 失败了。
4.  根据配置的Failover集群容错模式，重试其他服务器。
5.  重试了第13个 Provider，调用成功。

上面的第1，2，4步骤就分别对应了路由，负载均衡和集群容错。 Dubbo中，先通过路由，从多个 Provider 中按照路由规则，选出一个子集。再根据负载均衡从子集中选出一个 Provider 进行本次调用。如果调用失败了，根据集群容错策略，进行重试或定时重发或快速失败等。 可以看到Dubbo中的路由，负载均衡和集群容错发生在一次RPC调用的不同阶段。最先是路由，然后是负载均衡，最后是集群容错。 本文档只讨论负载均衡，路由和集群容错在其他的文档中进行说明。

# Dubbo内置负载均衡策略 #

Dubbo内置了4种负载均衡策略:

1.  **Random LoadBalance:**  随机负载均衡。随机的选择一个。是Dubbo的**默认**负载均衡策略。
2.  **RoundRobin LoadBalance:** 轮询负载均衡。轮询选择一个。
3.  **LeastActive LoadBalance:** 最少活跃调用数，相同活跃数的随机。活跃数指调用前后计数差。使慢的 Provider 收到更少请求，因为越慢的 Provider 的调用前后计数差会越大。
4.  **ConsistentHash LoadBalance:** 一致性哈希负载均衡。相同参数的请求总是落在同一台机器上。

### 1.随机负载均衡（默认） ###

顾名思义，随机负载均衡策略就是从多个 Provider 中随机选择一个。但是 Dubbo 中的随机负载均衡有一个权重的概念，即按照权重设置随机概率。比如说，有10个 Provider，并不是说，每个 Provider 的概率都是一样的，而是要结合这10个 Provider 的权重来分配概率。

Dubbo中，可以对 Provider 设置权重。比如机器性能好的，可以设置大一点的权重，性能差的，可以设置小一点的权重。权重会对负载均衡产生影响。可以在Dubbo Admin中对 Provider 进行权重的设置。

**基于权重的负载均衡算法**

随机策略会先判断所有的 Invoker 的权重是不是一样的，如果都是一样的，那么处理就比较简单了。使用random.nexInt(length)就可以随机生成一个 Invoker 的序号,根据序号选择对应的 Invoker 。如果没有在Dubbo Admin中对服务 Provider 设置权重，那么所有的 Invoker 的权重就是一样的，默认是100。 如果权重不一样，那就需要结合权重来设置随机概率了。算法大概如下： 假如有4个 Invoker。

![20190425172949116.png][]

A，B，C和D总的权重是10 + 20 + 20 + 30 = 80。将80个数分布在如下的图中:

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0ppblhZYW4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

上面的图中一共有4块区域，长度分别是A，B，C和D的权重。使用random.nextInt(10 + 20 + 20 + 30)，从80个数中随机选择一个。然后再判断该数分布在哪个区域。比如，如果随机到37，37是分布在C区域的，那么就选择 Invoker C。15是在B区域，54是在D区域。

### 2.轮询负载均衡 ###

轮询负载均衡，就是依次的调用所有的 Provider。和随机负载均衡策略一样，轮询负载均衡策略也有权重的概念。轮询负载均衡算法可以让RPC调用严格按照我们设置的比例来分配。不管是少量的调用还是大量的调用。但是轮询负载均衡算法也有不足的地方，存在慢的 Provider 累积请求的问题，比如：第二台机器很慢，但没挂，当请求调到第二台时就卡在那，久而久之，所有请求都卡在调到第二台上，导致整个系统变慢。

### 3.最少活跃调用数负载均衡 ###

这个解释好像说的不是太明白。目的是让更慢的机器收到更少的请求。举个例子：每个服务维护一个活跃数计数器。当A机器开始处理请求，该计数器加1，此时A还未处理完成。若处理完毕则计数器减1。而B机器接受到请求后很快处理完毕。那么A,B的活跃数分别是1，0。当又产生了一个新的请求，则选择B机器去执行(B活跃数最小)，这样使慢的机器A收到少的请求。

### 4.一致性Hash算法 ###

使用一致性 Hash 算法，让相同参数的请求总是发到同一 Provider。 当某一台 Provider 崩溃时，原本发往该 Provider 的请求，基于虚拟节点，平摊到其它 Provider，不会引起剧烈变动。

一致性Hash算法可以和缓存机制配合起来使用。比如有一个服务getUserInfo(String userId)。设置了Hash算法后，相同的userId的调用，都会发送到同一个 Provider。这个 Provider 上可以把用户数据在内存中进行缓存，减少访问数据库或分布式缓存的次数。如果业务上允许这部分数据有一段时间的不一致，可以考虑这种做法。减少对数据库，缓存等中间件的依赖和访问次数，同时减少了网络IO操作，提高系统性能。

# 负载均衡配置 #

如果不指定负载均衡，默认使用随机负载均衡。我们也可以根据自己的需要，显式指定一个负载均衡。 可以在多个地方类来配置负载均衡，比如 Provider 端，Consumer端，服务级别，方法级别等。

### 服务端服务级别 ###

<dubbo:service interface="..." loadbalance="roundrobin" />

该服务的所有方法都使用roundrobin负载均衡。

### 客户端服务级别 ###

<dubbo:reference interface="..." loadbalance="roundrobin" />

该服务的所有方法都使用roundrobin负载均衡。

### 服务端方法级别 ###

<dubbo:service interface="...">
        <dubbo:method name="hello" loadbalance="roundrobin"/>
    </dubbo:service>

只有该服务的hello方法使用roundrobin负载均衡。

### 客户端方法级别 ###

<dubbo:reference interface="...">
        <dubbo:method name="hello" loadbalance="roundrobin"/>
    </dubbo:reference>

只有该服务的hello方法使用roundrobin负载均衡。

**和Dubbo其他的配置类似，多个配置是有覆盖关系的：**

1.  方法级优先，接口级次之，全局配置再次之。
2.  如果级别一样，则消费方优先，提供方次之。

# Dubbo支持协议： #

Dubbo支持dubbo、rmi、hessian、http、webservice、thrift、redis等多种协议，但是Dubbo官网是推荐我们使用Dubbo协议。  
**1、dubbo 协议 (默认)**

*  dubbo 缺省协议 采用单一长连接和NIO异步通讯，适合于小数据量大并发的服务调用，以及服务消费者机器数远大于服务提供者机器数的情况
 *  不适合传送大数据量的服务，比如传文件，传视频等，除非请求量很低。

缺省协议，使用基于mina1.1.7+hessian3.2.1的tbremoting交互。

连接个数：单连接  
    连接方式：长连接  
    传输协议：TCP  
    传输方式：NIO异步传输  
    序列化：Hessian 二进制序列化  
    适用范围：传入传出参数数据包较小（建议小于100K），消费者比提供者个数多，单一消费者无法压满提供者，尽量不要用dubbo协议传输大文件或超大字符串。  
    适用场景：常规远程服务方法调用

**2、RMI 协议**

1、RMI协议采用JDK标准的java.rmi.\*实现，采用阻塞式短连接和JDK标准序列化方式 。

连接个数：多连接  
    连接方式：短连接  
    传输协议：TCP  
    传输方式：同步传输  
    序列化：Java标准二进制序列化  
    适用范围：传入传出参数数据包大小混合，消费者与提供者个数差不多，可传文件。  
    适用场景：常规远程服务方法调用，与原生RMI服务互操作

**3、hessian 协议**

Hessian 协议用于集成 Hessian 的服务，Hessian 底层采用 Http 通讯，采用 Servlet 暴露服务，Dubbo 缺省内嵌 Jetty 作为服务器实现。

Dubbo 的 Hessian 协议可以和原生 Hessian 服务互操作，即：

1、提供者用 Dubbo 的 Hessian 协议暴露服务，消费者直接用标准 Hessian 接口调用  
2、 或者提供方用标准 Hessian 暴露服务，消费方用 Dubbo 的 Hessian 协议调用。

连接个数：多连接  
    连接方式：短连接  
    传输协议：HTTP  
    传输方式：同步传输  
    序列化：Hessian二进制序列化  
    适用范围：传入传出参数数据包较大，提供者比消费者个数多，提供者压力较大，可传文件。  
    适用场景：页面传输，文件传输，或与原生hessian服务互操作

**4、http 协议**

基于http表单的远程调用协议。

连接个数：多连接  
    连接方式：短连接  
    传输协议：HTTP  
    传输方式：同步传输  
    序列化：表单序列化  
    适用范围：传入传出参数数据包大小混合，提供者比消费者个数多，可用浏览器查看，可用表单或URL传入参数，暂不支持传文件。  
    适用场景：需同时给应用程序和浏览器JS使用的服务。

**5、webservice 协议**

基于 WebService 的远程调用协议，基于 Apache CXF的 frontend-simple 和 transports-http 实现。

可以和原生 WebService 服务互操作，即：

1、提供者用 Dubbo 的 WebService 协议暴露服务，消费者直接用标准 WebService 接口调用。  
2、或者提供方用标准 WebService 暴露服务，消费方用 Dubbo 的 WebService 协议调用。

连接个数：多连接  
    连接方式：短连接  
    传输协议：HTTP  
    传输方式：同步传输  
    序列化：SOAP文本序列化  
    适用场景：系统集成，跨语言调用

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