负载均衡算法--最小连接数法（Least Connections）

Posted 2022-06-07 志波同学

接上一篇博文：负载均衡算法–源地址哈希法（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：

服务器地址	连接数
192.168.1.1	1
192.168.1.2	2
192.168.1.3	3
192.168.1.4	4

进行 10 次访问后， 被分配的服务器如下：

服务器地址	序号	连接数
192.168.1.1	1	2
192.168.1.1	1	3
192.168.1.2	2	3
192.168.1.1	1	4
192.168.1.2	2	4
192.168.1.2	3	4
192.168.1.1	1	5
192.168.1.2	2	5
192.168.1.2	3	5
192.168.1.3	4	5

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：

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。

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