负载均衡常见的算法有哪些？

随机法

随机法 是最简单粗暴的负载均衡算法。

如果没有配置权重的话，所有的服务器被访问到的概率都是相同的。如果配置权重的话，权重越高的服务器被访问的概率就越大。

未加权重的随机算法适合于服务器性能相近的集群，其中每个服务器承载相同的负载。加权随机算法适合于服务器性能不等的集群，权重的存在可以使请求分配更加合理化。

不过，随机算法有一个比较明显的缺陷：部分机器在一段时间之内无法被随机到，毕竟是概率算法，就算是大家权重一样， 也可能会出现这种情况。

于是，轮询法 来了！

轮询法

轮询法是挨个轮询服务器处理，也可以设置权重。

如果没有配置权重的话，每个请求按时间顺序逐一分配到不同的服务器处理。如果配置权重的话，权重越高的服务器被访问的次数就越多。

未加权重的轮询算法适合于服务器性能相近的集群，其中每个服务器承载相同的负载。加权轮询算法适合于服务器性能不等的集群，权重的存在可以使请求分配更加合理化。

在加权轮询的基础上，还有进一步改进得到的负载均衡算法，比如平滑的加权轮训算法。

平滑的加权轮训算法最早是在 Nginx 中被实现，可以参考这个 commit：https://github.com/phusion/nginx/commit/27e94984486058d73157038f7950a0a36ecc6e35。如果你认真学习过 Dubbo 负载均衡策略的话，就会发现 Dubbo 的加权轮询就借鉴了该算法实现并进一步做了优化。

Dubbo 加权轮询负载均衡算法

两次随机法

两次随机法在随机法的基础上多增加了一次随机，多选出一个服务器。随后再根据两台服务器的负载等情况，从其中选择出一个最合适的服务器。

两次随机法的好处是可以动态地调节后端节点的负载，使其更加均衡。如果只使用一次随机法，可能会导致某些服务器过载，而某些服务器空闲。

哈希法

将请求的参数信息通过哈希函数转换成一个哈希值，然后根据哈希值来决定请求被哪一台服务器处理。

在服务器数量不变的情况下，相同参数的请求总是发到同一台服务器处理，比如同个 IP 的请求、同一个用户的请求。

一致性 Hash 法

和哈希法类似，一致性 Hash 法也可以让相同参数的请求总是发到同一台服务器处理。不过，它解决了哈希法存在的一些问题。

常规哈希法在服务器数量变化时，哈希值会重新落在不同的服务器上，这明显违背了使用哈希法的本意。而一致性哈希法的核心思想是将数据和节点都映射到一个哈希环上，然后根据哈希值的顺序来确定数据属于哪个节点。当服务器增加或删除时，只影响该服务器的哈希，而不会导致整个服务集群的哈希键值重新分布。

最小连接法

当有新的请求出现时，遍历服务器节点列表并选取其中连接数最小的一台服务器来响应当前请求。相同连接的情况下，可以进行加权随机。

最少连接数基于一个服务器连接数越多，负载就越高这一理想假设。然而， 实际情况是连接数并不能代表服务器的实际负载，有些连接耗费系统资源更多，有些连接不怎么耗费系统资源。

最少活跃法

最少活跃法和最小连接法类似，但要更科学一些。最少活跃法以活动连接数为标准，活动连接数可以理解为当前正在处理的请求数。活跃数越低，说明处理能力越强，这样就可以使处理能力强的服务器处理更多请求。相同活跃数的情况下，可以进行加权随机。

最快响应时间法

不同于最小连接法和最少活跃法，最快响应时间法以响应时间为标准来选择具体是哪一台服务器处理。客户端会维持每个服务器的响应时间，每次请求挑选响应时间最短的。相同响应时间的情况下，可以进行加权随机。

这种算法可以使得请求被更快处理，但可能会造成流量过于集中于高性能服务器的问题。

负载均衡有哪些优势？

负载均衡可以定向和控制应用程序服务器与其访客或客户端之间的互联网流量。因此，它可提高应用程序的可用性、可扩展性、安全性和性能。

应用程序可用性

服务器故障或维护可能会增加应用程序停机时间，使访客无法访问您的应用程序。负载均衡器可以通过以下方式提高您的系统的容错能力：自动检测服务器问题并将客户端流量重定向到可用服务器。您可以使用负载均衡来简化以下任务：

• 运行应用程序服务器维护或升级而无需使应用程序停机
• 为备份站点提供自动灾难恢复
• 执行运行状况检查并防止出现可能导致停机的问题

应用程序可扩展性

您可以使用负载均衡器在多个服务器之间智能地定向网络流量。您的应用程序可以处理数千个客户端请求，因为负载均衡会执行以下操作：

• 防止任何一台服务器出现流量瓶颈
• 预测应用程序流量，以便您可以在需要时添加或移除不同服务器
• 为您的系统增加冗余度，使您可以放心扩展

应用程序安全

负载均衡器具有多项内置的安全功能，可为您的互联网应用程序的安全保驾护航。它们是应对分布式拒绝服务攻击的有用工具，在这种攻击中，攻击者会用数百万个并发请求淹没应用程序服务器，从而导致服务器故障。负载均衡器还可以执行以下操作：

• 监控流量并阻止恶意内容
• 将攻击流量自动重定向到多个后端服务器，以最大限度减少影响
• 通过一组网络防火墙路由流量，以提高安全性

应用程序性能

负载均衡器通过增加响应时间和减少网络延迟来提高应用程序性能。它们可以执行诸如以下几项关键任务：

• 在服务器之间平均分配负载以提高应用程序性能
• 将客户端请求重定向到地理位置较近的服务器以减少延迟
• 确保物理和虚拟计算资源的可靠性和性能