分布式缓存中,哪三种负载均衡方法最为常见?
分布式缓存中三种负载均衡的方法
一、传统数据分布方法:取模算法
1、基本原理:将key的hash值对机器数取模,计算hash(key) % n,n为机器数,得到的值就是该key需要路由到的服务器编号。
2、优点:实现简单。
3、缺点:在服务器数量发生变化时,缓存会大量失效,当一台服务器挂掉后,剩余服务器无法命中原有的缓存,导致几乎所有的缓存都会失效。
4、表格示例:
Key | Hash Value | Server ID (mod 4) |
key1 | 123456 | 2 |
key2 | 789012 | 0 |
key3 | 345678 | 1 |
key4 | 901234 | 3 |
二、一致性哈希算法
1、基本原理:一致性哈希算法通过将hash值映射到一个环状空间(通常为0到2^32-1),然后将节点分布在这个环上,当有节点增加或减少时,只有较少的key需要重新映射,从而减少了缓存失效的比例。
2、优点:相比简单的取模算法,当节点变动时只有相对较少的key失效,实现也相对简单,不需要进行数据迁移,每个服务器是独立的。
3、缺点:仍然会有部分key失效,如果访问量非常大的时候,如果访问到失效的key,就会直接访问到数据源上面去了,可能会导致数据源直接压挂。
4、表格示例:
Key | Hash Value | Node before Node5 added/removed | Node after Node5 added/removed |
key2 | 500000 | node1 | node5 |
key6 | 750000 | node1 | node5 |
key1 | 250000 | node1 | node1 |
三、Tair负载均衡算法
1、基本原理:Tair通过构建一张对照表来实现数据的分布和负载均衡,数据以bucket为单位存储,每个bucket对应一个dataServer,configServer负责维护这些对照表,并根据需要进行重构和数据迁移。
2、优点:可以设置同一个bucket的备份数目,尽量保证每个节点的bucket数目差不多,从而实现负载均衡。
3、缺点:当服务器变化时,需要重构对照表并进行数据迁移,可能会有一定的复杂性和性能开销。
4、表格示例:
Bucket ID | DataServer | Backup Number |
0 | ds1 | 2 |
1 | ds2 | 2 |
2 | ds3 | 2 |
... | ... | ... |
1023 | dsN | 2 |
四、相关问题与解答
问题1:为什么传统的取模算法在服务器数量变化时会导致大量缓存失效?
答:因为取模算法直接依赖于服务器的数量n,当服务器数量变化时,所有基于原来数量n计算出的缓存位置都会变得无效,导致大量缓存失效。
问题2:一致性哈希算法如何减少缓存失效?
答:一致性哈希算法通过将hash值映射到一个环状空间,并将节点分布在环上,当有节点增加或减少时,只有落在受影响区间内的key需要重新映射,从而减少了缓存失效的比例。
小伙伴们,上文介绍了“分布式缓存中三种负载均衡的方法”的内容,你了解清楚吗?希望对你有所帮助,任何问题可以给我留言,让我们下期再见吧。
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