负载均衡扩展接口重构

转于自己在公司的Blog：
http://pt.alibaba-inc.com/wp/experience_1003/loadbalance_refactor.html

项目中的一个重构的过程及理由，用于知会团队成员，在这里备一个。

RPC远程调用框架中有很多可选的负载均衡策略，
比如：随机，轮循，最少连接等等，
这个时候就需要一个SPI扩展点，为后续增加新的策略提供可能，

重构前：
原接口形式，如下：

public class LoadBalance<T> {

	// 给定资源和权重，返回选中资源的下标号
	int select(T[] resources, int[] weights);

}

问题一：
返回下标号，使接口输入输出不一致，并且限制了资源的包装，如：

public class LoadBalance {

	// 给定资源和权重，返回选中资源
	<T> T select(T[] resources, int[] weights);

}

问题二：
作为扩展接口，即然使用泛型，表示策略实现不限制资源类型，接口本身定义泛型没有意义，泛型声明应该定义在方法上，如：

public class LoadBalance {

	// 给定资源和权重，返回选中资源
	<T> T select(T[] resources, int[] weights);

}

问题三：
作为扩展接口，权重信息的传递过于特殊化，
比如现在最小连接数策略要用到当前活跃连接数，
需增加新的参数actives，如：

public class LoadBalance {

	// 给定资源和权重，返回选中资源
	<T> T select(T[] resources, int[] weights, int[] actives);

}

问题四：
但像上面这样，你并不清楚后续还有什么参数要加入，接口的契约不容扩展，
另一种办法是，在最小连接数策略实现中将T强制转型成RpcInvoker接口，然后调用getActive()，
但即然active数通过get方获取，为什么weight却通过另一个参数传入，明显的不一致，
而且这里的强制转型，也会导致策略的实现并不能像原来期望的通用，
作为一个框架的扩展点，通用意义并不大，越通用越难用，上面的泛型T有过度设计之嫌，
直接用RpcInvoker作为参数，更能保证契约的完备性，如：

public class LoadBalance {

	// RpcInvoker接口中有getWeight(), getActive()等获取参数方法
	// 给定资源和权重，返回选中资源
	RpcInvoker select(RpcInvoker[] resources);

}

如果有通用性需求，也可以考虑再抽取一个接口，如：

public class LoadBalance {

	// 给定资源和权重，返回选中资源
	Selectable select(Selectable[] resources);

}

问题五：
有一种需求是基于客户端一致性的，要求执行所有RpcInvoker，而不是选其中一个RpcInvoker执行，
原有实现，是将其作为特例，写死在代码中的，基于上面的LoadBalance接口，
完全可以将传入的所有RpcInvoker[]包装成一个总的RpcInvoker，里面用for循环委派所有调用。
如果有w + r > n(写节点 + 读节点 > 总节点)的一致性需求，也可以用相应方法处理，只是增加一些配置项，如：

public class AllLoadBalance {

	public RpcInvoker select(RpcInvoker[] resources) {
		return new AllRpcInvoker(resources);
	}

}
class AllRpcInvoker implements RpcInvoker {

	private RpcInvoker[] invokers;
	
	public AllRpcInvoker(RpcInvoker[] invokers) {
		this.invokers = invokers;
	}
	
	// Delegate all methods to invokers
	
}

问题六：
有的策略实现是带状态的，比如轮循策略需记录轮循序号，
也就是并不能单实例使用LoadBalance实例，
这对框架的维护非常不利，容易给后来的维护者埋下地雷，
而且，同一个resources集合，必需用同一个LoadBalance实例，
也就是LoadBalance实例的变更是跟随resources集合的变更，
即然如此，资源集合的设定，可以在select()之前确定，如：

public class LoadBalance {

	// 初始化资源集合
	void init(RpcInvoker[] resources);

	// 返回选中资源
	RpcInvoker select();

}

这样的好处是，LoadBalance的实现可以在init()时做预处理及缓存，
比如随机策略，需要统计总权重，如果在init()方法中统计，
select()时可以减少一次for循环，
而且，可以通过重复调用init()方法，复用单一LoadBalance实例，
当然，LoadBalance的实现需确保线程安全性。

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一些设计上的基本常识
谈谈泛化式扩展与组合式扩展

评论

1 楼 agapple 2010-12-01  

针对第5个问题，有个疑问：现在dubbo已经支持一致性需求了？

其他的针对loadBalance现状，就是N*M的tcp链接问题，能不能考虑解决下？ 以后网状的服务依赖，那这个tcp链接的浪费会是非常严重，估计很快会超过1024个FD