`
san_yun
  • 浏览: 2638884 次
  • 来自: 杭州
文章分类
社区版块
存档分类
最新评论

一致性hash算法(consistent hash)

    博客分类:
  • hash
 
阅读更多

java实现:http://www.oschina.net/code/snippet_730640_22941

参考:http://amix.dk/blog/post/19367

python实现:

import md5

class HashRing(object):

    def __init__(self, nodes=None, replicas=3):
        """Manages a hash ring.

        `nodes` is a list of objects that have a proper __str__ representation.
        `replicas` indicates how many virtual points should be used pr. node,
        replicas are required to improve the distribution.
        """
        self.replicas = replicas

        self.ring = dict()
        self._sorted_keys = []

        if nodes:
            for node in nodes:
                self.add_node(node)

    def add_node(self, node):
        """Adds a `node` to the hash ring (including a number of replicas).
        """
        for i in xrange(0, self.replicas):
            key = self.gen_key('%s:%s' % (node, i))
            self.ring[key] = node
            self._sorted_keys.append(key)

        self._sorted_keys.sort()

    def remove_node(self, node):
        """Removes `node` from the hash ring and its replicas.
        """
        for i in xrange(0, self.replicas):
            key = self.gen_key('%s:%s' % (node, i))
            del self.ring[key]
            self._sorted_keys.remove(key)

    def get_node(self, string_key):
        """Given a string key a corresponding node in the hash ring is returned.

        If the hash ring is empty, `None` is returned.
        """
        return self.get_node_pos(string_key)[0]

    def get_node_pos(self, string_key):
        """Given a string key a corresponding node in the hash ring is returned
        along with it's position in the ring.

        If the hash ring is empty, (`None`, `None`) is returned.
        """
        if not self.ring:
            return None, None

        key = self.gen_key(string_key)

        nodes = self._sorted_keys
        for i in xrange(0, len(nodes)):
            node = nodes[i]
            if key <= node:
                return self.ring[node], i

        return self.ring[nodes[0]], 0

    def get_nodes(self, string_key):
        """Given a string key it returns the nodes as a generator that can hold the key.

        The generator is never ending and iterates through the ring
        starting at the correct position.
        """
        if not self.ring:
            yield None, None

        node, pos = self.get_node_pos(string_key)
        for key in self._sorted_keys[pos:]:
            yield self.ring[key]

        while True:
            for key in self._sorted_keys:
                yield self.ring[key]

    def gen_key(self, key):
        """Given a string key it returns a long value,
        this long value represents a place on the hash ring.

        md5 is currently used because it mixes well.
        """
        m = md5.new()
        m.update(key)
        return long(m.hexdigest(), 16)
    

memcache_servers = ['192.168.1.1:11212','192.168.1.2:11212']

ring = HashRing(memcache_servers)
server = ring.get_node('my_key')

print server    

 java实现:

package util;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

/**
 * 一致性Hash算法
 * 算法详解:http://blog.csdn.net/sparkliang/article/details/5279393
 * 算法实现:https://weblogs.java.net/blog/2007/11/27/consistent-hashing
 * @author xiaoleilu
 *
 * @param <T>	节点类型
 */
public class ConsistentHash<T> {
	/** Hash计算对象,用于自定义hash算法 */
	HashFunc hashFunc;
	/** 复制的节点个数 */
	private final int numberOfReplicas;
	/** 一致性Hash环 */
	private final SortedMap<Integer, T> circle = new TreeMap<Integer, T>();

	/**
	 * 构造,使用Java默认的Hash算法
	 * @param numberOfReplicas 复制的节点个数,增加每个节点的复制节点有利于负载均衡
	 * @param nodes 节点对象
	 */
	public ConsistentHash(int numberOfReplicas, Collection<T> nodes) {
		this.numberOfReplicas = numberOfReplicas;
		this.hashFunc = new HashFunc() {

			@Override
			public Integer hash(Object key) {
				String data = key.toString();
				//默认使用FNV1hash算法
				final int p = 16777619;
				int hash = (int) 2166136261L;
				for (int i = 0; i < data.length(); i++)
					hash = (hash ^ data.charAt(i)) * p;
				hash += hash << 13;
				hash ^= hash >> 7;
				hash += hash << 3;
				hash ^= hash >> 17;
				hash += hash << 5;
				return hash;
			}
		};
		//初始化节点
		for (T node : nodes) {
			add(node);
		}
	}

	/**
	 * 构造
	 * @param hashFunc hash算法对象
	 * @param numberOfReplicas 复制的节点个数,增加每个节点的复制节点有利于负载均衡
	 * @param nodes 节点对象
	 */
	public ConsistentHash(HashFunc hashFunc, int numberOfReplicas, Collection<T> nodes) {
		this.numberOfReplicas = numberOfReplicas;
		this.hashFunc = hashFunc;
		//初始化节点
		for (T node : nodes) {
			add(node);
		}
	}

	/**
	 * 增加节点<br>
	 * 每增加一个节点,就会在闭环上增加给定复制节点数<br>
	 * 例如复制节点数是2,则每调用此方法一次,增加两个虚拟节点,这两个节点指向同一Node
	 * 由于hash算法会调用node的toString方法,故按照toString去重
	 * @param node 节点对象
	 */
	public void add(T node) {
		for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
			circle.put(hashFunc.hash(node.toString() + i), node);
		}
	}

	/**
	 * 移除节点的同时移除相应的虚拟节点
	 * @param node 节点对象
	 */
	public void remove(T node) {
		for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
			circle.remove(hashFunc.hash(node.toString() + i));
		}
	}

	/**
	 * 获得一个最近的顺时针节点
	 * @param key 为给定键取Hash,取得顺时针方向上最近的一个虚拟节点对应的实际节点
	 * @return 节点对象
	 */
	public T get(Object key) {
		if (circle.isEmpty()) {
			return null;
		}
		int hash = hashFunc.hash(key);
		if (!circle.containsKey(hash)) {
			SortedMap<Integer, T> tailMap = circle.tailMap(hash); //返回此映射的部分视图,其键大于等于 hash
			hash = tailMap.isEmpty() ? circle.firstKey() : tailMap.firstKey();
		}
		//正好命中
		return circle.get(hash);
	}

	/**
	 * Hash算法对象,用于自定义hash算法
	 * @author xiaoleilu
	 *
	 */
	public interface HashFunc {
		public Integer hash(Object key);
	}

	public static void main(String[] args) {
		ConsistentHash<String> hash = new ConsistentHash<String>(3, Arrays.asList("192.168.1.1:11211", "192.168.1.2:11211"));
		System.out.println(hash.get("test"));
	}
}

 

分享到:
评论

相关推荐

    一致性Hash算法的原理及实现

    ### 一致性Hash算法的原理及实现 #### 一、引言 一致性Hash算法是一种用于解决分布式环境下数据存储和检索问题的重要技术。它最初由David Karger等人在1997年的论文《Consistent Hashing and Random Trees: ...

    Ketama一致性Hash算法(含Java代码) 1

    一致性哈希算法(Consistent Hashing)是一种在分布式系统中平衡数据分布的策略,尤其适用于缓存服务如Memcached或Redis。它的核心思想是通过哈希函数将对象映射到一个固定大小的环形空间中,然后将服务器也映射到这个...

    一致性哈希算法 consistent hashing

    在分布式系统中,常常需要使用缓存,而且通常是集群,访问缓存和添加缓存都需要一个 hash 算法来寻找到合适的 Cache 节点。但,通常不是用取余hash,而是使用我们今天的主角—— 一致性 hash 算法。

    一致性Hash简单实现

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希表(DHT)的算法,它主要应用于分布式缓存、负载均衡等场景,旨在解决在动态扩展或收缩系统规模时,尽量减少数据迁移的问题。在这个简单的实现中,我们将探讨如何...

    解决分布式数据插入数据库~一致性hash算法

    为了解决这个问题,可以采用跳数法(Jump Consistent Hash)或者更高级的一致性哈希变体,如Ketama或libketama。哈希冲突则可以通过开放寻址、链地址法等方法来解决。 此外,一致性哈希算法在分布式缓存如Memcached...

    一致性Hash(Consistent Hashing)原理剖析1

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种用于分布式系统的哈希算法,主要应用于分布式缓存、分布式数据库等场景,目的是在节点动态增减时保持哈希表的稳定性,从而最小化数据迁移的影响。它解决了传统哈希取模方法在...

    一致性hash算法1

    一致性哈希算法(Consistent Hashing)是一种特殊的哈希算法,设计目的是为了在分布式缓存系统中解决节点动态增减时导致的数据分布不均问题。该算法最早在1997年的论文《Consistent Hashing and Random Trees》中被...

    一致性Hash算法1

    一致性哈希算法(Consistent Hashing)是一种特殊的哈希算法,设计目的是为了在分布式缓存系统中解决节点动态增减时导致的键值映射大量变更的问题。它最早在1997年的论文《Consistent hashing and random trees》中被...

    一致性hashjava实现

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希算法,主要应用于分布式缓存、负载均衡等领域,以解决在分布式环境中动态添加或删除节点时,尽可能少地改变已有的哈希映射关系。在这个Java实现中,我们看到的是...

    ConsistentHash:一致性hash算法的 java 和 C++ 实现

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希表(DHT, Distributed Hash Table)算法,主要用于解决在分布式系统中数据存储和检索的问题,尤其是在动态扩展集群节点时,能够尽可能地减少缓存重建,保持系统...

    一致性哈希算法(ketama hashing)

    一致性哈希算法(Consistent Hashing)是一种在分布式系统中实现负载均衡的算法,尤其在分布式缓存如Memcached和Redis等场景下广泛使用。它解决了传统哈希算法在节点增减时导致的大量数据迁移问题,提高了系统的可用...

    ConsistentHash:一致性hash算法案例

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希表(DHT, Distributed Hash Table)的算法,主要用于解决在分布式系统中数据分片、负载均衡、缓存分发等问题。在云计算和大数据领域,一致性哈希算法有着广泛的应用,...

    PHP实现的一致性Hash算法详解【分布式算法】

    本文实例讲述了PHP实现的一致性Hash算法。分享给大家供大家参考,具体如下: 一致性哈希算法是分布式系统中常用的算法,为什么要用这个算法? 比如:一个分布式存储系统,要将数据存储到具体的节点(服务器)上, 在...

    ConsistentHash(Ketama)

    一致性哈希(Consistent Hashing)是一种分布式哈希(Distributed Hash Table,DHT)算法,主要用于解决在分布式系统中的数据存储和检索问题。在云计算、缓存系统(如Redis、Memcached)以及负载均衡等领域广泛应用...

    fly-arch:分布式架构consistent-hashing(一致性hash) http

    #fly-archflylib创立的各种常见的架构技术内容列表cassandra-demo cassandra数据库的入门编程consistent-hash Java implementation of consistent-hashing基于java的一致性hash的实现一致性hash(consistent-hashing)...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics