面试题：MariaDB线程池负载均衡策略的改进设想

Question

假设现有MariaDB线程池负载均衡策略在处理特定业务场景（如大量短连接请求和少量长连接请求混合）时存在效率不高的问题。请提出一种改进的负载均衡策略设计思路，详细说明新策略的工作原理、优势，以及如何实现和验证新策略的有效性。

Answer 1

改进的负载均衡策略设计思路

1. 工作原理：采用动态权重分配的负载均衡策略。为长连接和短连接分别设置不同的权重计算规则。对于短连接，根据线程池当前的空闲线程数、任务队列长度等动态因素计算权重，空闲线程越多、任务队列越短，对应线程池处理短连接的权重越高。对于长连接，除考虑上述因素外，还结合长连接当前的资源占用情况（如内存、CPU 占用等），若资源占用较低，相应线程池处理长连接的权重增加。当有新请求到达时，系统根据请求类型（长连接或短连接），按照计算出的权重将请求分配到不同的线程池。
2. 优势
   • 提高资源利用率：能根据线程池实时状态和连接特性合理分配请求，避免因大量短连接请求积压导致长连接处理延迟，同时也不会因长连接占用过多资源而使短连接得不到及时处理。
   • 动态适应业务变化：随着业务场景中长、短连接数量比例的变化，权重动态调整，始终保持较好的负载均衡效果。
3. 实现
   • 权重计算模块：编写代码实现长、短连接权重计算逻辑，定期（或在有新请求时）收集线程池状态信息（空闲线程数、任务队列长度、资源占用等），按照设定规则计算权重。
   • 请求分配模块：在请求入口处，判断请求类型，依据计算出的权重将请求分配到对应的线程池。可以使用加权轮询算法或基于权重的随机算法实现具体分配。
4. 验证有效性
   • 性能测试：使用模拟工具（如 JMeter 等）生成大量短连接请求和少量长连接请求混合的测试场景，在改进策略前后分别进行测试，对比响应时间、吞吐量等性能指标。
   • 压力测试：逐步增加请求并发数，观察系统在高负载下的表现，验证改进后的策略是否能保持稳定的性能，避免线程池过载或任务积压。
   • 监控分析：在实际生产环境（或模拟生产环境）中部署新策略，通过监控工具实时观察线程池的负载情况、请求处理情况等，分析新策略是否达到预期的负载均衡效果。