服务发现学习笔记

背景

互联网的广泛应用，使分布式系统越来越流行，但也同时引入了两个问题：

1. 每个层次各个服务节点的负载均衡问题
2. 服务节点的临时故障问题（容灾）

什么是服务发现

简单的说，在soa架构体系中，通常地，服务作为一个功能模块，只对外开放一个服务名，使用方只需要拿着这个服务名，就可以找到一个可以提供正常服务的机器。这种根据服务名发现服务的功能，就叫做服务发现。

服务发现的好处

在soa架构体系下，可以方便地进行水平伸缩。

传统方式下，每增加一个服务实例，就需要更新一下客户端的应用配置。

但是到了微服务时代，这种处理方式显得太过于低效。引入了服务发现，可以让这种伸缩不对客户端造成影响，只在中间做一层转换，使服务的变化都在这个系统中登记，外部只需要在调用时去获取实例的网络位置（IP地址和端口），不需要频繁修改自己的配置。

什么是lvs

lvs是Linux虚拟服务器，将内网的机器组成机器群提供网络服务，外部的请求打在负载均衡器上，负载均衡器再将请求分发到其中一台服务器上去。

服务发现与lvs的差异

共同点

服务发现与lvs都是为了实现负载均衡；

不同点

• 服务发现只是提供服务查询，服务发现挂了，客户端仍可以通过缓存的查询结果，继续与服务端简历连接；
• lvs则是网络中的一个关键节点，lvs挂了，将直接导致整个网络服务对外不可用；

负载均衡算法

比较常见的有权重随机算法(RandomLoadBalance)，权重轮询算法(RobinRoundLoadBalance)，一致性哈希算法(ConsistenHashLoadBalance)，最少活跃度算法(LeastActiviteLoadBalance)。

权重随机算法

这种算法最简单，权重为几个随机对象的命中比例，权重设置越高越容易命中。

<?php
/**
 * file: random.php
 */
$config = [
    'apple' => 5,
    'banana' => 3,
    'orange' => 3,
    'pear' => 4
];
$choices = [];
foreach ($config as $choice => $weight) {
    while ($weight >= 0) {
        $choices[] = $choice;
        $weight--;
    }
}
if (count($choices) <= 0) {
    throw new Exception("weight config invalid");
}
for ($i = 0; $i < 30; $i++) {
    $choosedKey = array_rand($choices);
    var_dump($choices[$choosedKey]);
}

<?php
/**
 * 权重随机算法改进版
 * file: random_v2.php
 */
$config = [
    'apple' => 5,
    'banana' => 3,
    'orange' => 3,
    'pear' => 4
];
function random_choose($config)
{
    $weightSum = array_sum($config);
    if ($weightSum <= 0) {
        throw new Exception("config valid");
    }
    $randNum = rand(1, $weightSum);
    foreach ($config as $choice => $weight) {
        if ($randNum <= $weight) {
            return $choice;
        }
        $randNum -= $weight;
    }
}
for ($i = 0; $i < 30; $i++) {
    $choosed = random_choose($config);
    var_dump($choosed);
}

权重轮询算法

轮流使用共享资源的基础上，加上权重分配，相对公平地使用各个资源。

一致性哈希算法

通过对请求做hash处理，映射到hash环上，来分配到对应的资源。

参考资料

Haunt - Youzan 服务发现 概述

Linux服务器集群系统（一）

权重随机算法

平滑的基于权重的轮询算法

每天进步一点点——五分钟理解一致性哈希算法(consistent hashing)