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Spring Cloud を賢く使用して、マイクロサービスアーキテクチャの下で負荷分散の問題を解決する

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リリース： 2023-06-23 13:40:56

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エンタープライズアプリケーションの複雑さが増すにつれ、アプリケーションを複数のマイクロサービスに分割し、マイクロサービス間の連携を通じてビジネスプロセス全体を完了する企業が増えています。このアーキテクチャアプローチにより、アプリケーションの安定性と拡張性が向上しますが、負荷分散やサービス検出などの新たな問題も生じます。この記事では、Spring Cloud を使用してマイクロサービスアーキテクチャの下での負荷分散の問題を解決する方法を紹介します。

負荷分散とは何ですか?

ロードバランシングとは、複数のサーバー、ネットワークデバイス、またはアプリケーション間で負荷を割り当て、最適なリソース使用率、最大容量、最速の応答速度、最高の信頼性と最大寿命を達成し、効率的で信頼性の高いサービスを実現することを指します。

たとえば、アプリケーションシステムのアクセス数が多く、単一のサーバーではすべてのユーザーリクエストを満たすことができない場合、負荷を複数のサーバーに分散して、システムの安定性とスループットを向上させることができます。時間などマイクロサービスアーキテクチャでは、複数のマイクロサービスと複数のサービスインスタンスが存在するため、負荷分散も重要です。

一般的な負荷分散アルゴリズム

負荷分散アルゴリズムには通常、次のものが含まれます。

ポーリングアルゴリズム

ポーリングアルゴリズムは、負荷分散アルゴリズムの中で最も単純なアルゴリズムの 1 つです。サービスインスタンスのリスト順に各サービスインスタンスにリクエストを振り分け、すべてのサービスインスタンスにリクエストを割り当てた後、最初からリクエストを再振り分けます。ポーリングアルゴリズムの利点は、シンプルでさまざまな負荷シナリオに適していることですが、一部のサービスインスタンスの負荷が高くなりすぎる可能性があるという欠点も明らかです。

ランダムアルゴリズム

ランダムアルゴリズムはリクエストをサービスインスタンスにランダムに割り当てます。これにより、ほとんどの場合、サービスインスタンスの負荷の不均衡を効果的に防ぐことができますが、各サービスインスタンスが割り当てられることを保証することはできません。リクエストはすべて同じ。

加重ポーリングアルゴリズム

加重ポーリングアルゴリズムは、ポーリングアルゴリズムに基づく改良です。つまり、さまざまなサービスインスタンスにさまざまな重み (または比率) を与えることで、それぞれのリクエストの数がサービスインスタンスに割り当てられる値は、その重みに比例します。このアルゴリズムにより、システムがより柔軟になり、サービスインスタンスの実際の機能レベルに応じてリクエストを割り当てることができます。

最小接続アルゴリズム

最小接続アルゴリズムは、現在のサービスインスタンスの実際の負荷に基づいて、最も負荷の軽いサービスインスタンスにリクエストを分散します。このアルゴリズムにより、各サービスインスタンスの負荷が保証されます。バランスは取れていますが、いくつかの欠点もあります。たとえば、特定のリクエストが異なるサービスインスタンスで繰り返し実行される可能性があります。

Spring Cloud は負荷分散を実装します

Spring Cloud は負荷分散のための完全なソリューションを提供します。その中で、中核となるコンポーネントの 1 つがリボンです。リボンは、さまざまな HTTP および TCP サービスクライアントで使用できるクライアント側のロードバランサーで、より安定したバランスの取れた負荷機能をクライアントに提供します。

リボンの使用方法

リボンの使用は非常に簡単で、Spring Boot アプリケーションに次の依存関係を追加するだけです:

<dependency>
  <groupId>org.springframework.cloud</groupId>
  <artifactId>spring-cloud-starter-netflix-ribbon</artifactId>
</dependency>

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負荷分散が必要な場合は、 pass @ LoadBalanced アノテーションを使用して変更するだけです:

@Autowired
@LoadBalanced
private RestTemplate restTemplate;

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Rest サービスにアクセスする必要がある場合、RestTemplate のリクエストパスの URI の一部としてサービス名を使用するだけです:

String result = restTemplate.getForObject("http://SERVICE-NAME/path", String.class);

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ここで、 SERVICE-NAME はサービス名、 path はサービスパスです。このとき、リボンは、構成された負荷分散アルゴリズムに基づいて利用可能なサービスインスタンスを自動的に選択し、リクエストをサービスインスタンスに分散します。サービスインスタンスが利用できない場合、リボンは次に利用可能なサービスインスタンスを自動的に選択します。

Ribbon の負荷分散戦略

デフォルトでは、Ribbon はポーリングアルゴリズムを使用して負荷分散を実現します。これは構成ファイルを通じて指定することもできます。一般的な負荷分散戦略は次のとおりです。

ribbon:
  LoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RandomRule # 随机负载均衡
  # LoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RoundRobinRule # 轮询负载均衡
  # LoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.WeightedResponseTimeRule # 带权重的随机负载均衡
  # LoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.RepeatableRandomRule # 重试随机负载均衡
  # LoadBalancerRuleClassName: com.netflix.loadbalancer.AvailabilityFilteringRule # 豁免机房、实例挂掉等异常情况负载均衡

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結論

この記事では、Spring Cloud のリボンを使用してマイクロサービスアーキテクチャの下で負荷分散を実装する方法を紹介します。リボンの使用は非常に簡単で、負荷分散が必要な場合に @LoadBalanced アノテーションを使用してリボンを変更するだけです。複数のサービスインスタンスが利用可能な場合、リボンは、構成された負荷分散ポリシーに基づいて利用可能なサービスインスタンスを自動的に選択し、負荷分散を実現するために要求をサービスインスタンスに分散します。

以上がSpring Cloud を賢く使用して、マイクロサービスアーキテクチャの下で負荷分散の問題を解決するの詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。