紋理排列

發行項
01/29/2025

Orleans 可確保當發出粒紋呼叫時，叢集中某些伺服器上的記憶體中有該粒紋實例可用來處理要求。如果叢集中目前沒有作用中的粒紋，Orleans 會挑選其中一部伺服器來啟動粒紋。這稱為 顆粒擺放。放置也是負載平衡的一種方式：均勻分配繁忙的任務有助於讓整個叢集的工作負載更加平均。

Orleans 中的放置程式是完全可設定的：開發人員可以從一組現成可用的放置原則中選擇，例如隨機、偏好本機和負載型，或可設定自定義邏輯。這可讓您在決定建立粒紋的位置時具有完整的彈性。例如，微粒可以放置在靠近其需要操作的資源的伺服器上，或放在與其互相溝通的其他微粒附近。根據預設，Orleans 會挑選隨機相容的伺服器。

Orleans 使用的放置策略可以全域配置或根據每個粒度類別進行設置。

隨機放置

從叢集中的相容伺服器隨機選取伺服器。這個放置策略是透過將 RandomPlacementAttribute 新增到粒度來設定。

本地放置

如果本地伺服器相容，請選取本地伺服器，否則請選取隨機伺服器。這個放置策略是透過將 PreferLocalPlacementAttribute 應用到粒子來設定。

哈希式放置

將顆粒ID哈希為非負整數，並取模於相容的伺服器數目。從依伺服器位址排序的相容伺服器清單中選取對應的伺服器。請注意，這不保證會在叢集成員資格變更時保持穩定。具體來說，新增、移除或重新啟動伺服器可以改變針對指定粒紋標識符選取的伺服器。由於使用此策略放置的粒紋會登錄在粒紋目錄中，因此隨著成員資格變更，放置決策的這項變更通常不會有明顯的效果。

這個放置策略是透過將 HashBasedPlacementAttribute 添加到穀粒中進行配置。

啟用計數型放置

此放置策略打算根據最近忙碌的粒紋數目，將新的粒紋啟動放在負載最輕的伺服器上。它包含一種機制，其中所有伺服器會定期將其啟用計數發佈至所有其他伺服器。然後，放置主管藉由檢查最近報告的啟用計數，並根據這些數據，預測目前伺服器上可能的啟用計數，選擇預期啟用次數最少的伺服器。 Director 會在進行此預測時隨機選取數部伺服器，以避免多個個別的伺服器多載相同的伺服器。根據預設，會隨機選取兩部伺服器，但此值可透過 ActivationCountBasedPlacementOptions來設定。

此演算法基於 Michael David Mitzenmacher 的論文 「隨機化負載平衡中雙選擇的力量」，且同樣應用於 Nginx 進行分散式負載平衡，如 NGINX 文章 中所述的「雙選擇的力量」Load-Balancing算法。

這個放置策略是藉由將 ActivationCountBasedPlacementAttribute 新增至顆粒來設定。

無狀態工作者配置

無狀態工人配置是一種特別的配置策略，專用於 無狀態工人 微粒。這個佈置操作幾乎與 PreferLocalPlacement 相同，不同之處在於每部伺服器可以激活多個相同的穀粒，且由於不需要，因此不必在穀粒目錄中註冊這些穀粒。

這個放置策略是透過將 StatelessWorkerAttribute 新增至粒子來配置的。

基於孤島角色的放置

具決定性放置策略，將穀粒放置在具有特定角色的筒倉中。這個放置策略是藉由將 SiloRoleBasedPlacementAttribute 新增至粒紋來設定。

資源最佳化配置

資源優化的放置策略試圖根據可用的記憶體和CPU使用量，在筒倉之間平衡grain啟用，以優化叢集資源。它將權重分配給運行時的統計數據，以便優先考量不同資源，並為每個孤立區域計算出標準化分數。選擇最低分數的筒倉來放置即將進行的啟用。正規化可確保每個屬性會按比例貢獻整體分數。您可以根據不同資源的使用者特定需求和優先順序，透過 ResourceOptimizedPlacementOptions 調整權數。

此外，該放置策略提供一個選項來建立更強的偏好到本地倉儲（收到要求進行新放置的倉儲），以便被選擇作為啟用的目標。這是透過屬於選項一部分的 LocalSiloPreferenceMargin 屬性來控制。

此外，在線，調適型 演算法提供平滑效果，藉由將它轉換成多項式衰變過程來避免快速信號下降。對於 CPU 使用量而言，這尤其重要，並且整體上有助於避免倉儲設備上資源的飽和，特別是避免資源在剛加入的倉儲設備上過度使用。

此演算法是以：基於資源的配置與合作式雙模式卡爾曼濾波

這個放置策略是藉由將 ResourceOptimizedPlacementAttribute 新增至粒紋來設定。

選擇放置策略

要選擇適當的紋理配置策略，除了 Orleans 提供的預設值之外，需要進行監控及開發人員的評估。放置策略的選擇應以應用程式的大小和複雜度、工作負載特性和部署環境為基礎。

隨機放置仰賴大數法則，因此當大量穀物（10,000 個以上）有無法預測的負載分布時，通常是一個良好的預設值。

啟用計數型放置也包含隨機元素，依靠“兩次選擇原理”，這是一種常用於分布式負載平衡的演算法，並且在流行的負載平衡器中使用。孤島經常將運行時間統計數據發送到叢集中的其他孤島，包括：

可用的記憶體、物理記憶體總計和記憶體使用量。
CPU 使用量。
啟動總計次數和最近的活躍啟動次數。
- 在過去幾秒內活躍的激活區域滑動視窗，有時稱為激活工作集。

從這些統計數據中，目前僅使用啟用計數來判斷給定料倉上的負載。

最後，您應該試驗不同的策略並監視效能計量，以判斷最適合。藉由選取正確的粒紋放置策略，您可以將 Orleans 應用程式的效能、延展性和成本效益優化。

設定預設放置策略

如果沒有覆寫預設值，Orleans 將會隨機放置。在設定時註冊 PlacementStrategy 的實作，可以覆蓋預設的放置策略。

siloBuilder.ConfigureServices(services =>
    services.AddSingleton<PlacementStrategy, MyPlacementStrategy>());

設定資料粒的配置策略

粒紋類型的放置策略是藉由在粒紋類別上新增適當的屬性來設定。相關屬性會在放置策略區段中指定。

範例自定義放置策略

首先定義實作 IPlacementDirector 介面的類別，需要單一方法。在此範例中，我們假設您有一個已定義的函式 GetSiloNumber，該函式會根據即將創建的穀物的 Guid，返回筒倉編號。

public class SamplePlacementStrategyFixedSiloDirector : IPlacementDirector
{
    public Task<SiloAddress> OnAddActivation(
        PlacementStrategy strategy,
        PlacementTarget target,
        IPlacementContext context)
    {
        var silos = context.GetCompatibleSilos(target).OrderBy(s => s).ToArray();
        int silo = GetSiloNumber(target.GrainIdentity.PrimaryKey, silos.Length);

        return Task.FromResult(silos[silo]);
    }
}

接著，您必須定義兩個類別，以便能將穀物類別指派給策略：

[Serializable]
public sealed class SamplePlacementStrategy : PlacementStrategy
{
}

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false)]
public sealed class SamplePlacementStrategyAttribute : PlacementAttribute
{
    public SamplePlacementStrategyAttribute() :
        base(new SamplePlacementStrategy())
    {
    }
}

接著，將此策略應用於您想使用的任一粒紋類別，並將其標記為屬性。

[SamplePlacementStrategy]
public class MyGrain : Grain, IMyGrain
{
    // ...
}

最後，當您建置 SiloHost時，請註冊策略：

private static async Task<ISiloHost> StartSilo()
{
    var builder = new HostBuilder(c =>
    {
        // normal configuration methods omitted for brevity
        c.ConfigureServices(ConfigureServices);
    });

    var host = builder.Build();
    await host.StartAsync();

    return host;
}

private static void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services.AddPlacementDirector<SamplePlacementStrategy, SamplePlacementStrategyFixedSiloDirector>();
}

如需查看進一步使用放置上下文的第二個簡單範例，請參閱 Orleans 源代碼庫中的 PreferLocalPlacementDirector。

共用方式為