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Golang 学習 Web サーバーの負荷分散

WBOY

リリース： 2023-06-24 08:46:59

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インターネットアプリケーションシナリオの増加に伴い、Web サーバー上の負荷分散の問題がますます注目されるようになりました。特にトラフィックが多く同時実行性が高いサイトでは、負荷分散によりシステムのパフォーマンスと安定性が大幅に向上します。この記事では、Golang を使用して Web サーバーの負荷分散を実装する方法を紹介します。

1. 負荷分散の基本概念

いわゆる負荷分散とは、一定数のリクエストを複数のサーバーに割り当てて処理することで、システム全体のパフォーマンスと可用性を向上させることを指します。。負荷分散の中核はスケジューリングアルゴリズムです。一般的なスケジューリングアルゴリズムには、ポーリング、加重ポーリング、ハッシュアルゴリズムなどが含まれます。選択される特定のスケジューリングアルゴリズムは、特定のアプリケーションシナリオとビジネス要件によって異なります。

2. Golang を使用して負荷分散を実現する

Golang は効率的なプログラミング言語として、Web サーバー上の負荷分散の優れたサポートも提供します。 Golang の標準ライブラリには net/http パッケージが用意されており、これを使用して Web サーバーに負荷分散を実装できます。

HTTP リバースプロキシの定義

まず、HTTP リバースプロキシを定義する必要があります。 HTTP リバースプロキシとは、クライアントの要求を複数のサーバーに転送し、応答結果をクライアントに返すことを指します。コードは次のとおりです。

type Proxy struct {
    urls []*url.URL
    mu   sync.Mutex
}
 
func (p *Proxy) addUrl(addr string) error {
    u, err := url.Parse(addr)
    if err != nil {
        return err
    }
    p.mu.Lock()
    p.urls = append(p.urls, u)
    p.mu.Unlock()
    return nil
}
 
func (p *Proxy) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    p.mu.Lock()
    defer p.mu.Unlock()
    if len(p.urls) == 0 {
        http.Error(w, "No upstream server", http.StatusServiceUnavailable)
        return
    }
    u := p.urls[rand.Intn(len(p.urls))]
    proxy := httputil.NewSingleHostReverseProxy(u)
    proxy.ServeHTTP(w, r)
}

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上記のコードでは、最初に構造体 Proxy を定義します。これには、複数の URL を指すポインタスライス URL とミューテックス mu が含まれています。 addUrl メソッドでは、複数の URL を URL に追加できます。 ServeHTTP メソッドでは、まずミューテックスロックを使用して、url に使用可能な URL があるかどうかを判断します。そうでない場合は、サービスが利用できないことを示す HTTP 503 ステータスコードが返されます。それ以外の場合は、URL からランダムに URL を選択し、httputil.NewSingleHostReverseProxy を使用してリバースプロキシインスタンスを作成します。最後に、proxy.ServeHTTP メソッドを呼び出して、リクエストを対応するサーバーに転送して処理します。

スケジューリングアルゴリズムを使用して負荷分散を実現する

ポーリング、加重ポーリング、ハッシュアルゴリズムなどのスケジューリングアルゴリズムを使用して、負荷分散を実現できます。以下では、重み付けポーリングアルゴリズムを例として紹介します。

type WeightedNode struct {
    URL         string
    Weight      int
    Current     int
}
 
type WeightedRoundRobinBalancer struct {
    nodes   []*WeightedNode
    total   int
    current int
    mu      sync.Mutex
}
 
func (b *WeightedRoundRobinBalancer) nextNode() *WeightedNode {
    if b.total == 0 {
        return nil
    }
    for i := 0; i < b.total; i++ {
        node := b.nodes[b.current]
        node.Current = node.Current + node.Weight
        b.current = (b.current + 1) % b.total
        if node.Current >= b.total {
            node.Current = node.Current - b.total
            return node
        }
    }
    return nil
}
 
func (b *WeightedRoundRobinBalancer) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    b.mu.Lock()
    node := b.nextNode()
    b.mu.Unlock()
    if node == nil {
        http.Error(w, "No upstream server", http.StatusServiceUnavailable)
        return
    }
    proxy := httputil.NewSingleHostReverseProxy(node.URL)
    proxy.ServeHTTP(w, r)
}

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上記のコードでは、まず重み付きラウンドロビンスケジューリングアルゴリズム構造 WeightedRoundRobinBalancer を定義します。この構造には、複数の重み付きノード、総重み total、現在のノード current、およびミューテックス mu を指すポインタースライスノードが含まれています。 nextNode メソッドでは、加重ポーリングのルールに従って次のノードを計算します。 ServeHTTP メソッドでは、ミューテックスを使用して最初に重み付けされたノードからノードを選択し、httputil.NewSingleHostReverseProxy を使用してリバースプロキシインスタンスを作成します。最後に、proxy.ServeHTTP メソッドを呼び出して、リクエストを対応するサーバーに転送して処理します。

3. 概要

この記事では、Golang を使用して Web サーバーの負荷分散を実現する方法を紹介します。最初にロードバランシングの基本概念を簡単に説明し、次に Golang の net/http パッケージによって提供されるリバースプロキシを使用して単純なロードバランサを実装し、加重ラウンドロビンアルゴリズムを使用してロードバランシングを実装しました。この記事が、Web サーバーの負荷分散について誰もが理解するのに役立つことを願っています。

以上がGolang 学習 Web サーバーの負荷分散の詳細内容です。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。