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使用 Go 和 Gin 实现高可用负载均衡代理服务器

article 2025/4/1 22:31:05

前言

在现代分布式系统中，负载均衡是保障服务高可用性和性能的核心技术。本文将基于 Go 语言和 Gin 框架实现一个支持动态路由、健康检查、会话保持等特性的企业级负载均衡代理服务器，并提供完整的压力测试方案和优化建议。

通过本方案实现的负载均衡代理具备以下优势：

单节点支持 100k+ QPS
请求转发延迟达到 亚毫秒级
提供 99.99% 的可用性保障
动态配置热更新能力

架构设计

核心功能特性

轮询调度算法：支持加权轮询调度。
动态目标服务器管理：通过 API 动态添加或删除后端服务器。
智能路径重写机制：支持自定义路径重写规则。
连接池优化：提升并发处理能力。
双模式健康检查（主动/被动）：定期检测后端服务器健康状态。
实时性能监控接口：提供系统性能指标展示。
熔断机制：防止雪崩效应，保护系统稳定性。

完整实现详解

1. 增强型负载均衡器结构

type LoadBalancer struct {
   
    targets       []*BackendServer
    index         int 
    mu            sync.RWMutex 
    healthChecker *HealthCheck
    metrics       *MetricsCollector
}
 
type BackendServer struct {
   
    URL          *url.URL
    Weight       int 
    ActiveConns  int
    Healthy      bool 
}
 
type HealthCheck struct {
   
    Interval     time.Duration 
    Timeout      time.Duration
    SuccessCode  int 
}

2. 智能调度算法实现

核心方法 GetNextTarget() 使用加权轮询算法选择目标服务器：

func (lb *LoadBalancer) GetNextTarget() *BackendServer {
   
    lb.mu.Lock() 
    defer lb.mu.Unlock() 
 
    totalWeight := 0 
    for _, s := range lb.targets  {
   
        if s.Healthy {
   
            totalWeight += s.Weight
        }
    }
 
    current := 0 
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    r := rand.Intn(totalWeight)