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面试题:微服务架构中加权轮询负载均衡策略与其他策略的对比及融合

对比加权轮询负载均衡策略与随机策略、最小连接数策略在性能、资源利用、适用性等方面的优缺点。并设想一种业务场景,阐述如何将加权轮询策略与其他策略进行融合以达到最优的负载均衡效果,同时说明融合过程中可能遇到的技术挑战及解决方案。
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后端开发微服务架构

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试

加权轮询负载均衡策略

  • 优点
    • 性能:按权重顺序分配请求,相对公平,可利用服务器不同处理能力,性能较稳定。
    • 资源利用:能根据服务器性能分配权重,充分利用资源,避免部分服务器闲置。
    • 适用性:适用于服务器性能有差异且相对稳定的场景,如不同配置的服务器组成的集群。
  • 缺点
  • 性能:若某高权重服务器故障,短时间内请求分配不均,可能影响整体性能。
  • 资源利用:不能实时根据服务器当前负载动态调整分配,可能出现资源浪费。
  • 适用性:不适用于服务器负载变化频繁场景。

随机策略

  • 优点
    • 性能:算法简单,计算开销小,响应速度快。
    • 资源利用:从概率上保证请求分散,一定程度均衡资源利用。
    • 适用性:适用于对性能要求不高、服务器性能相近的场景。
  • 缺点
  • 性能:完全随机,可能导致请求集中在某些服务器,影响性能。
  • 资源利用:无法依据服务器实际性能和负载分配,资源利用可能不均衡。
  • 适用性:不适用于对负载均衡精度要求高的场景。

最小连接数策略

  • 优点
    • 性能:实时监测服务器连接数,将请求分配给连接数少的服务器,保证各服务器负载相对均衡,性能好。
    • 资源利用:根据实时负载分配,资源利用更合理。
    • 适用性:适用于长连接业务场景,如数据库连接池。
  • 缺点
  • 性能:需实时获取服务器连接数,监测开销大,影响性能。
  • 资源利用:未考虑服务器性能差异,可能导致高性能服务器连接少而资源浪费。
  • 适用性:不适用于短连接业务场景,因连接数变化快,监测滞后。

融合业务场景及方案

  • 业务场景:在线游戏服务器集群,部分服务器配置高用于处理复杂计算(如多人团战场景),部分配置低处理简单场景(如单人任务场景),且游戏在线人数波动大。
  • 融合方案:初始采用加权轮询策略,按服务器性能分配权重,保证资源合理利用。当某服务器连接数达到一定阈值(如80%满载),切换为最小连接数策略,将后续请求分配给连接数少的服务器。当负载降低,再切回加权轮询策略。
  • 技术挑战及解决方案
  • 挑战:策略切换时机难把握,可能导致切换频繁或不及时。
  • 解决方案:设置合理阈值及缓冲时间,如连接数在阈值附近波动一定时间才进行策略切换。
  • 挑战:实时获取服务器连接数开销大。
  • 解决方案:采用分布式缓存存储连接数信息,减少获取开销,并设置缓存过期时间保证数据实时性。