一致性哈希算法理解 ( consistent hashing )

概述

維基百科上的解釋:

Consistent hashing is a special kind of hashing such that when a hash table is resized, only { K/n} K/n keys need to be remapped on average, whereK is the number of keys, and { n} n is the number of slots. In contrast, in most traditional hash tables, a change in the number of array slots causes nearly all keys to be remapped because the mapping between the keys and the slots is defined by a modular operation.

一致性哈希算法是一種特殊的哈希算法,當(dāng)哈希表槽位的數(shù)量(大行鹕怼)發(fā)生變化時(shí)饶号,平均只會(huì)引起{K/n}個(gè)關(guān)鍵字需要重新映射呀页,其中K是關(guān)鍵字的數(shù)量炭玫,n是哈希表的大小叫挟。而其他哈希算法因?yàn)樯婕暗焦1聿畚粩?shù)量取模(hash(o) mod n)運(yùn)算双炕,如果增加或減少哈希表的大絮獯馈(槽位)袖肥,幾乎所有關(guān)鍵字都需要重新映射咪辱。

一致性哈希算法經(jīng)常運(yùn)用在分布式緩存系統(tǒng)中,映射數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的緩存主機(jī)中椎组。

原理

可以這樣理解一致性哈希算法油狂,將所有的可能的hash值組成一個(gè)環(huán)(ring),首尾相接庐杨,先將哈希表的槽位(node选调,也就是分布式緩存系統(tǒng)中的主機(jī))取hash值,在環(huán)中定好位置灵份。如下圖所示:


圖 1


如果有數(shù)據(jù)對(duì)象需要被緩存仁堪,計(jì)算出該對(duì)象的哈希值后,在該環(huán)中找到比它哈希值大且最近的node填渠,這個(gè)node就是該對(duì)象的緩存主機(jī)弦聂。如下圖所示,B是1對(duì)象的緩存主機(jī):


圖 2

增加節(jié)點(diǎn)

假設(shè)有如下圖的哈希環(huán)氛什,對(duì)象8分配到A莺葫,對(duì)象1、4枪眉、6捺檬、7被分配到B,對(duì)象2贸铜、3被分配到C:


圖 3

如果此時(shí)加入另一臺(tái)主機(jī)D堡纬,其哈希的位置在B和A之間聂受,那么在系統(tǒng)中,只要重新計(jì)算對(duì)象6的哈希值烤镐,將其映射到D蛋济,其余對(duì)象的映射不需要重新計(jì)算:

圖 4

刪除節(jié)點(diǎn)

如果現(xiàn)在主機(jī)C宕機(jī)無(wú)法連接,在系統(tǒng)中炮叶,也只要重新計(jì)算對(duì)象2碗旅、3的哈希值,映射到A镜悉,其余對(duì)象的映射也不需要重新計(jì)算:


圖 5

平衡

假設(shè)以 node 的實(shí)際 hash 值作為其在環(huán)中的位置祟辟,由于這些值并不會(huì)均勻的落在環(huán)上,導(dǎo)致這些 node 所“管轄”的范圍并不平均侣肄,最終結(jié)果是數(shù)據(jù)分布的不平均川尖,從圖 1 可以看出 B 節(jié)點(diǎn)的范圍最大,而 A 節(jié)點(diǎn)的范圍最小茫孔。

解決這種不平衡的方式是引入虛節(jié)點(diǎn) (Partition) :一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)(node)會(huì)分到非常多的虛節(jié)點(diǎn)(Partition),實(shí)際緩存對(duì)象會(huì)被映射到虛節(jié)點(diǎn)上被芳,然后系統(tǒng)根據(jù)虛節(jié)點(diǎn)找到物理節(jié)點(diǎn)缰贝,最后把對(duì)象緩存到物理節(jié)點(diǎn)上。

這樣由虛節(jié)點(diǎn)的大規(guī)模分布畔濒,來(lái)保證物理節(jié)點(diǎn)的“管轄”范圍的均勻分布剩晴。如果不同物理節(jié)點(diǎn)存在不同權(quán)重,可以通過(guò)給高權(quán)重的節(jié)點(diǎn)分配更多的虛節(jié)點(diǎn)來(lái)達(dá)到目的侵状。


圖 6

事例 in Java?

參考文檔

維基百科(需要翻墻)

https://community.oracle.com/blogs/tomwhite/2007/11/27/consistent-hashing

http://yikun.github.io/2016/06/09/%E4%B8%80%E8%87%B4%E6%80%A7%E5%93%88%E5%B8%8C%E7%AE%97%E6%B3%95%E7%9A%84%E7%90%86%E8%A7%A3%E4%B8%8E%E5%AE%9E%E8%B7%B5/

https://www.codeproject.com/articles/56138/consistent-hashing

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末赞弥,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子趣兄,更是在濱河造成了極大的恐慌绽左,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 207,113評(píng)論 6 481
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件艇潭,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異拼窥,居然都是意外死亡,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī)蹋凝,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 88,644評(píng)論 2 381
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門鲁纠,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái),“玉大人鳍寂,你說(shuō)我怎么就攤上這事改含。” “怎么了迄汛?”我有些...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 153,340評(píng)論 0 344
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵捍壤,是天一觀的道長(zhǎng)骤视。 經(jīng)常有香客問(wèn)我,道長(zhǎng)白群,這世上最難降的妖魔是什么尚胞? 我笑而不...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 55,449評(píng)論 1 279
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮帜慢,結(jié)果婚禮上笼裳,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己粱玲,他們只是感情好躬柬,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 64,445評(píng)論 5 374
  • 文/花漫 我一把揭開(kāi)白布。 她就那樣靜靜地躺著抽减,像睡著了一般允青。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上卵沉,一...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 49,166評(píng)論 1 284
  • 那天颠锉,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼史汗。 笑死琼掠,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的停撞。 我是一名探鬼主播瓷蛙,決...
    沈念sama閱讀 38,442評(píng)論 3 401
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開(kāi)眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼戈毒!你這毒婦竟也來(lái)了艰猬?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 37,105評(píng)論 0 261
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤埋市,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎冠桃,沒(méi)想到半個(gè)月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體恐疲,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 43,601評(píng)論 1 300
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡腊满,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 36,066評(píng)論 2 325
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了培己。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片碳蛋。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,161評(píng)論 1 334
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖省咨,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出肃弟,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 33,792評(píng)論 4 323
  • 正文 年R本政府宣布笤受,位于F島的核電站穷缤,受9級(jí)特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏箩兽。R本人自食惡果不足惜津肛,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,351評(píng)論 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望汗贫。 院中可真熱鬧身坐,春花似錦、人聲如沸落包。這莊子的主人今日做“春日...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 30,352評(píng)論 0 19
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)咐蝇。三九已至涯鲁,卻和暖如春,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間有序,已是汗流浹背抹腿。 一陣腳步聲響...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 31,584評(píng)論 1 261
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留旭寿,地道東北人幢踏。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 45,618評(píng)論 2 355
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像许师,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子僚匆,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 42,916評(píng)論 2 344

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容