1.负载均衡算法 — 平滑加权轮询
2.技术人生阅读源码——Quartz源码分析之任务的汽车汽车调度和执行
3.一文读懂,硬核 Apache DolphinScheduler3.0 源码解析
4.一篇讲解CPU性能指标提取及源码分析
负载均衡算法 — 平滑加权轮询
在之前的调度调度文章中,我们讨论了加权轮询算法的系统系统一个缺陷,即在特定权重下,源码源码调度结果会生成不均匀的汽车汽车实例序列,这可能导致某些实例瞬时负载过高,调度调度贩卖源码怎么赔偿增加系统崩溃的系统系统风险。为了解决这一问题,源码源码我们提出了平滑加权轮询调度算法。汽车汽车
为了展示平滑加权轮询调度的调度调度平滑性,我们将使用三个特殊的系统系统权重实例来演示调度过程。
通过加权轮询算法,源码源码我们得到如下不均匀的汽车汽车调度序列。
接下来,调度调度我们将使用平滑加权轮询算法对上述实例进行调度,系统系统观察生成的实例序列。
假设有N台实例S={ S1, S2, …, Sn},配置权重W={ W1, W2, …, Wn},有效权重CW={ CW1, CW2, …, CWn}。每个实例i除了存在一个配置权重Wi外,还存在一个当前有效权重CWi,且CWi初始化为Wi;指示变量currentPos表示当前选择的实例ID,初始化为-1;所有实例的配置权重和为weightSum;
调度算法描述如下:1、初始每个实例i的当前有效权重CWi为配置权重Wi,并求得配置权重和weightSum;2、选出当前有效权重最大的实例,将当前有效权重CWi减去所有实例的权重和weightSum,且变量currentPos指向此位置;3、将每个实例i的当前有效权重CWi都加上配置权重Wi;4、此时变量currentPos指向的智慧问诊源码csdn实例就是需调度的实例;5、每次调度重复步骤2、3、4;
上述三个服务的配置权重和weightSum为7,其调度过程如下:
从上述调度序列可以看出,调度结果是均匀分散的,第8次调度时当前有效权重值又回到{ 0, 0, 0},实例状态同初始状态一致,因此后续可以一直重复调度操作。
此轮询调度算法最初由Nginx开发者提出,可在phusion/nginx部分找到。
下面使用PHP来实现,源码见fan-haobai/load-balance部分。
其中,getSumWeight()用于获取所有实例的配置权重和;getCurrentWeight()和setCurrentWeight()分别用于获取和设置指定实例的当前有效权重;getMaxCurrentWeightPos()用于获取最大当前有效权重的实例位置,实现如下:
recoverCurrentWeight()用于调整每个实例的当前有效权重,即加上配置权重,实现如下:
在配置services服务列表时,同样需要指定其权重。
遗憾的是,关于此调度算法的严谨数学证明较少,但网友tenfy给出的“安大神”证明过程值得参考和学习。
证明权重合理性:设有n个节点,记第i个节点的权重是xi,设总权重为S=x1+x2+…+xn。选择分两步:1、为每个节点加上它的权重值;2、选择最大的节点减去总的权重值;
n个节点的初始化值为[0, 0, …, 0],数组长度为n,值都为0。和谐指标源码图解第一轮选择的第1步执行后,数组的值为[x1,x2,…,xn]。
假设第1步后,最大的节点为j,则第j个节点减去S。所以第2步的数组为[x1,x2,…,xj−S,…,xn]。
执行完第2步后,数组的和为:x1+x2+…+xj−S+…+xn>S=x1+x2+…+xn−S=S−S=0
由此可见,每轮选择第1步操作都是数组的总和加上S,第2步总和再减去S,所以每轮选择完后的数组总和都为0。
假设总共执行S轮选择,记第i个节点选择mi次。第i个节点的当前权重为wi。假设节点j在第t轮(t<S)之前,已经被选择了xj次,记此时第j个节点的当前权重为wj=t*xj−xj*S=(t−S)*xj<0,因为t恒小于S,所以wj<0。
前面假设总共执行S轮选择,则剩下S−t轮j都不会被选中,上面的公式wj=(t−S)*xj+(S−t)*xj=0。所以在剩下的选择中,wj永远小于等于0,由于上面已经证明任何一轮选择后,数组总和都为0,则必定存在一个节点k使得wk>0,永远不会再选中节点j。
由此可以得出,gitee源码怎么运行第i个节点最多被选中xi次,即mi<=xi。因为S=m1+m2+…+mn且S=x1+x2+…+xn。所以,可以得出mi==xi。
证明平滑性:只要证明不要一直都是连续选择那一个节点即可。
跟上面一样,假设总权重为S,假如某个节点i连续选择了t(t
假设t=xi−1,此时第i个节点的当前权重为wi=t*xi−t*S=(xi−1)*xi−(xi−1)*S。证明下一轮的第1步执行完的值wi+xi不是最大的即可。
wi+xi>(xi−1)*xi−(xi−1)*S+xi>(xi−1)*xi−(xi−1)*S+xi>x2i−xi*S+S>(xi−1)*(xi−S)+xi
因为xi恒小于S,所以xi−S<=−1。所以上面:(xi−1)*(xi−S)+xi<=(xi−1)*−1+xi=−xi+1+xi=1
所以第t轮后,再执行完第1步的值wi+xi<=1。如果这t轮刚好是最开始的t轮,则必定存在另一个结点j的值为xj*t,所以有wi+xi<=1<1*t<=1
尽管平滑加权轮询算法改善了加权轮询算法调度的缺陷,即调度序列分散的不均匀,避免了实例负载突然加重的可能,但是仍然不能动态感知每个实例的负载。
若由于实例权重配置不合理,或者一些其他原因加重系统负载的情况,平滑加权轮询都无法实现每个实例的负载均衡,这时就需要有状态的调度算法来完成。
技术人生阅读源码——Quartz源码分析之任务的调度和执行
Quartz源码分析:任务调度与执行剖析
Quartz的调度器实例化时启动了调度线程QuartzSchedulerThread,它负责触发到达指定时间的任务。该线程通过`run`方法实现调度流程,包含三个主要阶段:获取到达触发时间的kdj指标源码图解triggers、触发triggers、执行triggers对应的jobs。
获取到达触发时间的triggers阶段,通过`JobStore`接口的`acquireNextTriggers`方法获取,由`RAMJobStore`实现具体逻辑。触发triggers阶段,调用`triggersFired`方法通知`JobStore`触发triggers,处理包括更新trigger状态与保存触发过程相关数据等操作。执行triggers对应jobs阶段,真正执行job任务,先构造job执行环境,然后在子线程中执行job。
job执行环境通过`JobRunShell`提供,确保安全执行job,捕获异常,并在任务完成后根据`completion code`更新trigger。job执行环境包含job对象、trigger对象、触发时间、上一次触发时间与下一次触发时间等数据。Quartz通过线程池提供多线程服务,使用`SimpleThreadPool`实例化`WorkerThread`来执行job任务,最终调用`Job`的`execute`方法实现业务逻辑。
综上所述,Quartz通过精心设计的线程调度与执行流程,确保了任务的高效与稳定执行,展示了其强大的任务管理能力。
一文读懂,硬核 Apache DolphinScheduler3.0 源码解析
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一、DolphinScheduler设计与策略
了解DolphinScheduler,首先需要对调度系统有基础的了解,本文将重点介绍流程定义、流程实例、任务定义与任务实例。DolphinScheduler在设计上采用去中心化架构,集群中没有Master与Slave之分,提高系统的稳定性和可用性。
1.1 分布式设计
分布式系统设计分为中心化与去中心化两种模式,每种模式都有其优势与不足。中心化设计的集群中Master与Slave角色明确,Master负责任务分发与监控Slave健康状态,Slave执行任务。去中心化设计中,所有节点地位平等,无“管理者”角色,减少单点故障。
1.1.1 中心化设计
中心化设计包括Master与Slave角色,Master监控健康状态,均衡任务负载。但Master的单点故障可能导致集群崩溃,且任务调度可能集中于Master,产生过载。
1.1.2 去中心化设计
去中心化设计中,所有节点地位平等,通过Zookeeper等分布式协调服务实现容错与任务调度。这种设计降低了单点故障风险,但节点间通信增加了实现难度。
1.2 架构设计
DolphinScheduler采用去中心化架构,由UI、API、MasterServer、Zookeeper、WorkServer、Alert等组成。MasterServer与WorkServer均采用分布式设计,通过Zookeeper进行集群管理和容错。
1.3 容错问题
容错包括服务宕机容错与任务重试。Master容错依赖ZooKeeper,Worker容错由MasterScheduler监控“需要容错”状态的任务实例。任务失败重试需区分任务失败重试、流程失败恢复与重跑。
1.4 远程日志访问
Web(UI)与Worker节点可能不在同一台机器上,远程访问日志需要通过RPC实现,确保系统轻量化。
二、源码分析
2.1 工程模块介绍与配置文件
2.1.1 工程模块介绍
2.1.2 配置文件
配置文件包括dolphinscheduler-common、API、MasterServer与WorkerServer等。
2.2 API主要任务操作接口
API接口支持流程上线、定义、查询、修改、发布、下线、启动、停止、暂停、恢复与执行功能。
2.3 Quaterz架构与运行流程
Quartz架构用于调度任务,Scheduler启动后执行Job与Trigger。基本流程涉及任务初始化、调度与执行。
2.4 Master启动与执行流程
Master节点启动与执行流程涉及Quartz框架、槽(slot)与任务分发。容错代码由Master节点监控并处理。
2.5 Worker启动与执行流程
Worker节点执行流程包括注册、接收任务、执行与状态反馈。负载均衡策略由配置文件控制。
2.6 RPC交互
Master与Worker节点通过Netty实现RPC通信,Master负责任务分发与Worker状态监控,Worker接收任务与反馈执行状态。
2.7 负载均衡算法
DolphinScheduler提供多种负载均衡算法,包括加权随机、平滑轮询与线性负载,通过配置文件选择算法。
2.8 日志服务
日志服务通过RPC与Master节点通信,实现日志的远程访问与查询。
2.9 报警
报警功能基于规则筛选数据,并调用相应报警服务接口,如邮件、微信与短信通知。
本文提供了DolphinScheduler的核心设计与源码分析,涵盖了系统架构、容错机制、任务调度与日志管理等方面,希望对您的学习与应用有所帮助。
一篇讲解CPU性能指标提取及源码分析
这篇报告主要根据CPU性能指标——运行队列长度、调度延迟和平均负载,对系统的性能影响进行简单分析。
CPU调度程序运行队列中存放的是那些已经准备好运行、正等待可用CPU的轻量级进程。如果准备运行的轻量级进程数超过系统所能处理的上限,运行队列就会很长,运行队列长表明系统负载可能已经饱和。
代码源于参考资料1中map.c用于获取运行队列长度的部分代码。
在系统压力测试前后,使用压力测试工具stress-ng,可以看到运行队列长度的明显变化,从3左右变化到了左右。
压力测试工具stress-ng可以用来进行压力测试,观察系统在压力下的表现,例如运行队列长度、调度延迟、平均负载等性能指标。
在系统运行队列长度超过虚拟处理器个数的1倍时,需要关注系统性能。当运行队列长度达到虚拟处理器个数的3~4倍或更高时,系统的响应就会非常迟缓。
解决CPU调用程序运行队列过长的方法主要有两个方面:优化调度算法和增加系统资源。
所谓调度延迟,是指一个任务具备运行的条件(进入 CPU 的 runqueue),到真正执行(获得 CPU 的执行权)的这段时间。通常使用runqlat工具进行测量。
在正常情况下使用runqlat工具,可以查看调度延迟分布情况。压力测试后,调度延迟从最大延迟微秒变化到了微秒,可以明显的看到调度延迟的变化。
平均负载是对CPU负载的评估,其值越高,说明其任务队列越长,处于等待执行的任务越多。在系统压力测试前后,通过查看top命令可以看到1分钟、5分钟、分钟的load average分别从0.、1.、1.变化到了4.、3.、1.。
总结:当系统运行队列长度、调度延迟和平均负载达到一定值时,需要关注系统性能并进行优化。运行队列长度、调度延迟和平均负载是衡量系统性能的重要指标,通过监控和分析这些指标,可以及时发现和解决问题,提高系统的稳定性和响应速度。