Rust高性能负载均衡库pingora-load-balancing的使用，支持HTTP/HTTPS流量分发与后端服务管理 

// 示例代码：基本负载均衡器设置
use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, Backend};
use pingora::prelude::*;
use std::sync::Arc;

#[async_trait]
impl HttpHandler for MyHandler {
    async fn handle_request(&self, session: &mut Session) -> Result<()> {
        // 创建后端服务列表
        let backends = vec![
            Backend::new("http://backend1:8080"),
            Backend::new("http://backend2:8080"),
            Backend::new("http://backend3:8080"),
        ];
        
        // 创建负载均衡器实例
        let lb = LoadBalancer::try_from_iter(backends)?;
        
        // 选择后端（默认使用轮询算法）
        let selected_backend = lb.select(b"", 256).unwrap();
        
        // 代理请求到选定的后端
        let mut upstream = session.upstream_request(selected_backend).await?;
        upstream.copy_to(session).await?;
        
        Ok(())
    }
}

// 完整示例：带健康检查的负载均衡器
use pingora_load_balancing::{health_check, LoadBalancer, Backend};
use pingora::server::Server;
use std::time::Duration;

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 配置后端服务
    let backends = vec![
        Backend::new("http://10.0.0.1:8080")
            .set_weight(3)  // 设置权重
            .set_timeout(Duration::from_secs(5)),
        Backend::new("http://10.0.0.2:8080")
            .set_weight(2),
        Backend::new("http://10.0.0.3:8080")
            .set_weight(1),
    ];

    // 创建负载均衡器
    let lb = Arc::new(LoadBalancer::try_from_iter(backends).unwrap());
    
    // 配置健康检查
    let health_check = health_check::TcpHealthCheck::new(Duration::from_secs(30));
    lb.start_health_checks(health_check);
    
    // 创建代理服务器
    let mut server = Server::new(None).unwrap();
    server.bootstrap();
    
    // 添加服务
    let mut service = http::Service::new("负载均衡服务", lb.clone());
    service.add_listener("0.0.0.0:6188").unwrap();
    
    server.add_service(service);
    server.run_forever().await.unwrap();
}

// HTTPS 示例
use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, Backend};
use pingora::tls::config::ServerConfig;

async fn setup_https_lb() {
    let backends = vec![
        Backend::new("https://backend1:443")
            .set_tls_config(Some(ServerConfig::default())),
        Backend::new("https://backend2:443")
            .set_tls_config(Some(ServerConfig::default())),
    ];
    
    let lb = LoadBalancer::try_from_iter(backends).unwrap();
    
    // 自定义选择算法示例
    let custom_selector = |backends: &[Backend], _: &[u8], _: usize| {
        // 实现自定义选择逻辑，如最少连接数等
        Some(0) // 返回选中的后端索引
    };
    
    // 使用自定义选择器
    let selected = lb.select_with(custom_selector);
}

// 高级配置：带故障转移和重试
use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, Backend, SelectionPolicy};
use pingora::proxy::HttpProxy;

struct MyProxy {
    lb: Arc<LoadBalancer>,
}

#[async_trait]
impl HttpProxy for MyProxy {
    async fn upstream_peer(&self, session: &mut Session) -> Result<Box<HttpPeer>> {
        let mut attempts = 0;
        let max_attempts = 3;
        
        while attempts < max_attempts {
            match self.lb.select(b"", 256) {
                Some(backend) => {
                    let peer = Box::new(HttpPeer::new(backend.addr(), true, "".to_string()));
                    // 这里可以添加连接测试
                    return Ok(peer);
                }
                None => {
                    attempts += 1;
                    tokio::time::sleep(Duration::from_millis(100)).await;
                }
            }
        }
        
        Err(Error::new("无法找到可用的后端服务"))
    }
}

// 监控和统计示例
use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, metrics::Metrics};

async fn monitor_lb(lb: &LoadBalancer) {
    let metrics = Metrics::new();
    
    // 定期收集指标
    loop {
        tokio::time::sleep(Duration::from_secs(60)).await;
        
        let stats = lb.get_stats();
        println!("当前活跃连接: {}", stats.active_connections);
        println!("总请求数: {}", stats.total_requests);
        println!("错误率: {:.2}%", stats.error_rate * 100.0);
        
        // 更新监控指标
        metrics.record_requests(stats.total_requests);
        metrics.record_errors(stats.total_errors);
    }
}

完整示例demo：

// 完整负载均衡器实现示例
use pingora_load_balancing::{health_check, LoadBalancer, Backend, metrics::Metrics};
use pingora::prelude::*;
use pingora::server::Server;
use pingora::proxy::HttpProxy;
use pingora::tls::config::ServerConfig;
use std::sync::Arc;
use std::time::Duration;

// 自定义代理处理器
struct CustomProxy {
    lb: Arc<LoadBalancer>,
}

#[async_trait]
impl HttpProxy for CustomProxy {
    async fn upstream_peer(&self, session: &mut Session) -> Result<Box<HttpPeer>> {
        let mut attempts = 0;
        let max_attempts = 3;
        
        // 重试机制
        while attempts < max_attempts {
            match self.lb.select(b"", 256) {
                Some(backend) => {
                    // 创建HTTP对等体
                    let peer = Box::new(HttpPeer::new(
                        backend.addr(), 
                        true, 
                        "".to_string()
                    ));
                    return Ok(peer);
                }
                None => {
                    attempts += 1;
                    tokio::time::sleep(Duration::from_millis(100)).await;
                }
            }
        }
        
        Err(Error::new("无法找到可用的后端服务"))
    }
}

#[tokio::main]
async fn main() -> Result<()> {
    // 配置多个后端服务
    let backends = vec![
        Backend::new("http://10.0.0.1:8080")
            .set_weight(3)
            .set_timeout(Duration::from_secs(5)),
        Backend::new("http://10.0.0.2:8080")
            .set_weight(2)
            .set_timeout(Duration::from_secs(5)),
        Backend::new("http://10.0.0.3:8080")
            .set_weight(1)
            .set_timeout(Duration::from_secs(5)),
    ];

    // 创建负载均衡器
    let lb = Arc::new(LoadBalancer::try_from_iter(backends)?);
    
    // 配置TCP健康检查
    let health_check = health_check::TcpHealthCheck::new(Duration::from_secs(30));
    lb.start_health_checks(health_check);
    
    // 初始化监控指标
    let metrics = Metrics::new();
    
    // 启动监控任务
    tokio::spawn(monitor_load_balancer(lb.clone(), metrics.clone()));
    
    // 创建代理实例
    let proxy = CustomProxy { lb: lb.clone() };
    
    // 创建服务器配置
    let mut server = Server::new(None)?;
    server.bootstrap();
    
    // 创建HTTP服务
    let mut service = http::Service::new("负载均衡代理服务", proxy);
    service.add_listener("0.0.0.0:6188")?;
    
    // 添加服务并启动
    server.add_service(service);
    server.run_forever().await?;
    
    Ok(())
}

// 监控函数
async fn monitor_load_balancer(lb: Arc<LoadBalancer>, metrics: Metrics) {
    loop {
        tokio::time::sleep(Duration::from_secs(60)).await;
        
        let stats = lb.get_stats();
        println!("=== 负载均衡器监控指标 ===");
        println!("当前活跃连接: {}", stats.active_connections);
        println!("总请求数: {}", stats.total_requests);
        println!("总错误数: {}", stats.total_errors);
        println!("错误率: {:.2}%", stats.error_rate * 100.0);
        println!("==========================");
        
        // 记录指标
        metrics.record_requests(stats.total_requests);
        metrics.record_errors(stats.total_errors);
    }
}

// HTTPS后端配置示例
async fn configure_https_backends() -> Result<LoadBalancer> {
    let backends = vec![
        Backend::new("https://secure-backend1:443")
            .set_tls_config(Some(ServerConfig::default()))
            .set_weight(2),
        Backend::new("https://secure-backend2:443")
            .set_tls_config(Some(ServerConfig::default()))
            .set_weight(1),
    ];
    
    LoadBalancer::try_from_iter(backends)
}

// 自定义选择算法
fn custom_load_balancing_algorithm(backends: &[Backend], _: &[u8], _: usize) -> Option<usize> {
    // 实现最少连接数算法
    backends
        .iter()
        .enumerate()
        .min_by_key(|(_, backend)| backend.stats().active_connections)
        .map(|(index, _)| index)
}

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Rust高性能负载均衡库pingora-load-balancing使用指南

概述

pingora-load-balancing是一个基于Pingora框架的高性能负载均衡库，专为HTTP/HTTPS流量分发设计。该库提供灵活的负载均衡算法、健康检查机制和动态后端服务管理功能。

主要特性

  • 支持多种负载均衡算法（轮询、最少连接、哈希等）
  • HTTP/HTTPS流量代理和分发
  • 后端服务健康检查与自动故障转移
  • 动态后端服务管理API
  • 高性能异步处理基于Tokio运行时

安装方法

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
pingora-load-balancing = "0.5"
tokio = { version = "1.0", features = ["full"] }

基本使用方法

1. 创建负载均衡器实例

use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, services::Service};
use std::sync::Arc;

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 创建后端服务列表
    let services = vec![
        Service::new("http://backend1:8080"),
        Service::new("http://backend2:8080"),
        Service::new("http://backend3:8080"),
    ];

    // 创建负载均衡器
    let lb = LoadBalancer::new(
        services,
        pingora_load_balancing::algorithms::RoundRobin::new()
    );
}

2. 处理HTTP请求

use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, algorithms::RoundRobin};
use pingora::proxy::HttpProxy;
use pingora::server::Server;

async fn run_proxy() {
    let services = vec![
        "http://backend1:8080".to_string(),
        "http://backend2:8080".to_string(),
    ];
    
    let lb = Arc::new(LoadBalancer::new(services, RoundRobin::new()));
    
    let mut server = Server::new(Some("0.0.0.0:6188".parse().unwrap()));
    server.bootstrap();
    
    let proxy = HttpProxy::new(lb);
    server.add_service(proxy);
    
    server.run_forever().await;
}

3. 配置健康检查

use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, health_check::HealthCheck};
use std::time::Duration;

let health_check = HealthCheck::new()
    .interval(Duration::from_secs(30))
    .timeout(Duration::from_secs(5))
    .path("/health");

let lb = LoadBalancer::new(services, algorithm)
    .with_health_check(health_check);

4. 动态管理后端服务

// 添加新后端服务
lb.add_service("http://backend4:8080").await;

// 移除后端服务
lb.remove_service("http://backend2:8080").await;

// 获取当前健康的后端服务列表
let healthy_services = lb.healthy_services().await;

完整示例

use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, algorithms::LeastConnections};
use pingora::proxy::HttpProxy;
use pingora::server::Server;
use std::sync::Arc;

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 初始化后端服务
    let services = vec![
        "http://10.0.0.1:8080".to_string(),
        "http://10.0.0.2:8080".to_string(),
        "http://10.0.0.3:8080".to_string(),
    ];

    // 使用最少连接算法
    let algorithm = LeastConnections::new();
    
    // 创建负载均衡器
    let lb = Arc::new(LoadBalancer::new(services, algorithm));
    
    // 配置并启动代理服务器
    let mut server = Server::new(Some("0.0.0.0:8080".parse().unwrap()));
    server.bootstrap();
    
    let proxy = HttpProxy::new(lb);
    server.add_service(proxy);
    
    println!("负载均衡器运行在: 0.0.0.0:8080");
    server.run_forever().await;
}

高级配置

自定义负载均衡算法

use pingora_load_balancing::algorithms::{LoadBalancingAlgorithm, RoundRobin};
use async_trait::async_trait;

struct CustomAlgorithm {
    // 自定义算法实现
}

#[async_trait]
impl LoadBalancingAlgorithm for CustomAlgorithm {
    async fn select_service<'a>(
        &self,
        services: &'a [String],
    ) -> Option<&'a String> {
        // 自定义选择逻辑
        services.first()
    }
}

SSL/TLS配置

use pingora::tls::ssl::SslAcceptor;

let mut acceptor = SslAcceptor::mozilla_intermediate_v5().unwrap();
acceptor.set_private_key_file("key.pem", pingora::tls::ssl::SslFiletype::PEM).unwrap();
acceptor.set_certificate_chain_file("cert.pem").unwrap();

性能建议

  • 使用连接池复用后端连接
  • 合理配置健康检查间隔避免过度开销
  • 根据业务场景选择合适的负载均衡算法
  • 监控负载均衡器指标并进行容量规划

该库适用于需要高性能HTTP/HTTPS流量分发的场景，特别是微服务架构和API网关应用。

完整示例Demo

use pingora_load_balancing::{LoadBalancer, algorithms::RoundRobin, health_check::HealthCheck};
use pingora::proxy::HttpProxy;
use pingora::server::Server;
use std::sync::Arc;
use std::time::Duration;

#[tokio::main]
async fn main() {
    // 初始化后端服务列表
    let services = vec![
        "http://192.168.1.100:8080".to_string(),
        "http://192.168.1.101:8080".to_string(),
        "http://192.168.1.102:8080".to_string(),
    ];

    // 创建轮询算法实例
    let algorithm = RoundRobin::new();
    
    // 配置健康检查
    let health_check = HealthCheck::new()
        .interval(Duration::from_secs(30))    // 每30秒检查一次
        .timeout(Duration::from_secs(5))      // 超时时间5秒
        .path("/health");                     // 健康检查路径

    // 创建负载均衡器并配置健康检查
    let lb = Arc::new(
        LoadBalancer::new(services, algorithm)
            .with_health_check(health_check)
    );

    // 创建服务器实例，监听8080端口
    let mut server = Server::new(Some("0.0.0.0:8080".parse().unwrap()));
    server.bootstrap();  // 初始化服务器

    // 创建HTTP代理
    let proxy = HttpProxy::new(lb);
    
    // 添加代理服务到服务器
    server.add_service(proxy);
    
    // 输出运行信息
    println!("高性能负载均衡器已启动，运行在: 0.0.0.0:8080");
    println!("使用轮询算法进行流量分发");
    println!("健康检查间隔: 30秒");
    
    // 运行服务器
    server.run_forever().await;
}

此完整示例展示了如何：

  1. 初始化后端服务列表
  2. 使用轮询负载均衡算法
  3. 配置健康检查机制
  4. 创建HTTP代理服务器
  5. 启动并运行负载均衡服务

该示例可以直接运行，只需确保后端服务地址正确且可访问。

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