Java实现一致性Hash算法详情

1. 实现原理

将key映射到 2^32 - 1 的空间中，将这个数字的首尾相连，形成一个环

  • 计算节点（使用节点名称、编号、IP地址）的hash值，放置在环上
  • 计算key的hash值，放置在环上，顺时针寻找到的第一个节点，就是应选取的节点

Java实现一致性Hash算法详情_第1张图片

例如：p2、p4、p6三个节点，key11、key2、key27按照顺序映射到p2、p4、p6上面，假设新增一个节点p8在p6节点之后，这个时候只需要将key27从p6调整到p8就可以了；也就是说，每次新增删除节点时，只需要重新定位该节点附近的一小部分数据

2. 解决数据倾斜的问题

2.1 什么是数据倾斜？

如果服务器的节点过少，容易引起key的倾斜。例如上面的例子中p2、p4、p6分布在环的上半部分，下半部分是空的。那么映射到下半部分的key都会被分配给p2，key过度倾斜到了p2缓存间节点负载不均衡。

2.2 解决

为了解决这个问题，引入了虚拟节点的概念，一个真实的节点对应多个虚拟的节点，假设1个真实的节点对应3个虚拟节点，那么p1对应的就是p1-1、p1-2、p1-3

  • 计算虚拟节点的Hash值，放置在环上
  • 计算key的Hash值，在环上顺时针寻找到对应选取的虚拟节点，例如：p2-1，对应真实的节点p2

虚拟节点扩充了节点的数量，解决了节点较少的情况下数据倾斜的问题，而且代价非常小，只需要新增一个字典（Map）维护真实的节点与虚拟节点的映射关系就可以了

3. 代码实现

3.1 ConsistentHash

这里使用了泛型的方式来保存数据，可以根据不同的类型，获取到不同的节点存储

public class ConsistentHash {

    //自定义hash方法
    private Hash hashMethod;

    //创建hash映射，虚拟节点映射真实节点
    private final Map hashMap = new ConcurrentHashMap<>();

    //将所有的hash保存起来
    private List keys = new ArrayList<>();

    //默认虚拟节点数量
    private final int replicas;

    public ConsistentHash() {
        this(3, Utils::rehash);
    }

    public ConsistentHash(int replicas, Hash hashMethod) {
        this.replicas = replicas;
        this.hashMethod = hashMethod;
    }

    @SafeVarargs
    public final void add(T... keys) {
        for (T key : keys) {
            //根据虚拟节点个数来计算虚拟节点
            for (int i = 0; i < this.replicas; i++) {
                //根据函数获取到对应的hash值
                int hash = this.hashMethod.hash(i + ":" + key.toString());
                this.keys.add(hash);
                this.hashMap.put(hash, key);
            }
        }
        //排序，因为是一个环状结构
        Collections.sort(this.keys);
    }

    /**
     * 根据对应的key来获取到节点信息
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public T get(Object key) {
        Objects.requireNonNull(key, "key不能为空");
        int hash = this.hashMethod.hash(key);
        //获取到对应的节点信息
        int idx = Utils.search(this.keys.size(), h -> this.keys.get(h) >= hash);
        //如果idx == this.keys.size() ，就代表需要取 this.keys.get(0); 因为是环状，所以需要使用 % 来进行处理
        return this.hashMap.get(this.keys.get(idx % this.keys.size()));
    }
} 
  
 
 
 
3.2 Hash
 
 
这里定义了一个函数结构，用于自定计算hash值
 
 
 
  
@FunctionalInterface
public static interface Hash {
    /**
     * 计算hash值
     *
     * @param t
     * @return int类型
     */
    int hash(T t);
}
 
 
 
 
 
 
3.3 Utils
 
 
由于hashcode采用的int类型进行存储，那么就需要考虑，hash是否超过了int最大存储，如果超过了那么存储的数字就是负数，会对获取节点造成影响，所以这里在取hash值时，采用了hashmap中获取到hashcode之后对其进行与操作，可以减少hash冲突，也可以避免负数的产生
 
 
 
  
public static class Utils {
		// int类型的最大数据
        static final int HASH_BITS = 0x7fffffff;

        /**
         * 通过二分查找法，定义数组索引位置
         *
         * @param len
         * @param f
         * @return
         */
        public static int search(int len, Function f) {
            int i = 0, j = len;
            //通过二分查找发来定为索引位置
            while (i < j) {
                //长度除于2
                int h = (i + j) >> 1;
                //调用函数，判断当前的索引值是否大于
                if (f.apply(h)) {
                    //向低半段进行遍历
                    j = h;
                } else {
                    //向高半段进行遍历
                    i = h + 1;
                }
            }
            return i;
        }
        /**
         * 将返回的hash能够平均的计算在 int类型之间
         *
         * @param o
         * @return
         */
        public static int rehash(Object o) {
            int h = o.hashCode();
            return (h ^ (h >>> 16)) & HASH_BITS;
        }
    }
 
 
 
 
 
 
3.4 main
 
 
下面是main方法进行测试，在后面新增了一个节点之后，只会调整 zs 数据到 109 节点，而且其他两个key的获取不会受到影响
 
 
 
  
public static void main(String[] args) {
        ConsistentHash consistentHash = new ConsistentHash<>();
        consistentHash.add("192.168.2.106", "192.168.2.107", "192.168.2.108");

        Map map = new HashMap<>();
        map.put("zs", "192.168.2.108");
        map.put("999999", "192.168.2.106");
        map.put("233333", "192.168.2.106");

        map.forEach((k, v) -> {
            String node = consistentHash.get(k);
            if (!v.equals(node)) {
                throw new IllegalArgumentException("节点获取错误，key：" + k + "，获取到的节点值为：" + node);
            }
        });

        consistentHash.add("192.168.2.109");
        map.put("zs", "192.168.2.109");
        map.forEach((k, v) -> {
            String node = consistentHash.get(k);
            if (!v.equals(node)) {
                throw new IllegalArgumentException("节点获取错误，key：" + k + "，获取到的节点值为：" + node);
            }
        });
    }
 
 
 
 
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                        林十一npc
Python语言python开发语言
                        
    Python编程：为什么使用同步原语1.同步原语同步原语：计算机科学中用于实现进程或线程之间同步的机制。目的：提供一种方法来控制多个进程或线程的执行顺序，确保他们以一致的方式访问共享资源在多线程/多进程编程中，多个执行单元可能同时访问共享资源，导致竞态条件。同步原语通过协调执行顺序，确保数据一致性和操作原子性2.Python核心同步原语同步原语作用适用场景模块Lock（互斥锁）确保同一时间只有一个
    
                    
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  • HDFS相关的面试题
                        努力的搬砖人.
java面试hdfs
                        
    以下是150道HDFS相关的面试题，涵盖了HDFS的基本概念、架构、操作、数据存储、高可用性、权限管理、性能优化、容错机制、与MapReduce的结合、安全性、数据压缩、监控与管理、与YARN的关系、数据一致性、数据备份与恢复等方面，希望对你有所帮助。HDFS基本概念1.HDFS是什么？它的设计目标是什么？•HDFS是Hadoop分布式文件系统，设计目标是实现对大规模数据的高吞吐量访问，适用于一次
    
                    
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  • chokidar - chokidar 初识（初识案例演示、初识案例解读、初识案例测试）
                        我命由我12345
Node.js简化库编程node.jsjsjavascript前端框架前端npmhtml5
                        
    一、chokidar1、chokidar概述chokidar是一个用于监视文件系统变化的Node.js库chokidar提供了一种简单、高效的方式来监视文件和目录的创建、修改、删除等操作chokidar是是fs.watch和fs.watchFile方法的增强版，解决了它们在一些平台上的不一致性和局限性2、chokidar的特点跨平台的支持：chokidar在Windows、Linux、macOS上
    
                    
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  • 数据库事务：确保数据一致性的关键机制
                        可儿·四系桜
数据库java#MySQL数据库java后端
                        
    1.什么是数据库事务定义：事务（Transaction）是数据库管理系统中的一个逻辑工作单元，用于确保一组相关操作要么全部成功执行，要么全部不执行，从而维护数据的一致性和完整性。重要性：在多用户环境下，当多个事务并发执行时，为了保证数据的完整性和一致性，事务的概念变得至关重要。例如，在银行转账系统中，从一个账户扣款并给另一个账户加款这两个操作必须同时成功或者同时失败，否则就会导致资金账目混乱。2.
    
                    
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  • 基于 Redis 的分布式锁实现与优化
                        Blossom.118
分布式系统与高性能计算领域redis分布式数据库python3.11算法数据结构推荐算法
                        
    在分布式系统中，锁机制是保障数据一致性和并发控制的关键技术之一。Redis作为一种高性能的内存数据库，常被用于实现分布式锁。本文将详细介绍基于Redis的分布式锁的实现原理、代码示例以及优化策略，帮助读者更好地理解和应用这一技术。一、分布式锁的概念与需求在单机系统中，锁的实现相对简单，可以通过操作系统的同步机制或编程语言提供的锁机制来完成。然而，在分布式系统中，多个进程或线程可能运行在不同的机器上
    
                    
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  • 深入解析 Redis 实现分布式锁的最佳实践
                        煜bart
机器人redispython
                        
    前言在分布式系统中，多个进程或线程可能会同时访问同一个共享资源，这就可能导致数据不一致的问题。为了保证数据的一致性，我们通常需要使用分布式锁。Redis作为高性能的内存数据库，提供了一种简单高效的方式来实现分布式锁。本文将深入探讨如何使用Redis来实现分布式锁，并介绍一些优化技巧和最佳实践。---一、为什么需要分布式锁？在单机环境下，我们可以使用synchronized、Lock等方式来控制并发
    
                    
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  • 【软件架构系列：一文读懂数据流体系结构风格】
                        youngerwang
学习笔记软件系统架构系统架构架构风格数据流体系结构风格
                        
    文章目录一文读懂数据流体系结构风格一、数据流体系结构风格是什么？二、数据流体系结构风格的类型（一）批处理风格（二）连续数据流风格三、数据流体系结构风格的特点（一）数据驱动一切（二）模块化与可复用性强（三）易于并行处理四、数据流体系结构风格的优势（一）维护轻松（二）扩展容易（三）性能优化空间大五、数据流体系结构风格的局限性（一）复杂控制逻辑实现困难（二）数据一致性挑战（三）资源消耗问题六、数据流体系
    
                    
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  • 分布式中间件：Redisson 入门和分布式锁
                        顾北辰20
分布式中间件分布式中间件redisson
                        
    分布式中间件：Redisson入门和分布式锁在分布式系统的开发中，处理并发问题是一个常见且具有挑战性的任务。为了确保数据的一致性和完整性，我们常常需要使用分布式锁。Redisson作为一个强大的分布式Java驻内存数据网格（In-MemoryDataGrid）中间件，为我们提供了简单且高效的分布式锁解决方案。本文将带你入门Redisson，并介绍如何使用它实现分布式锁。1.引入Redisson依赖
    
                    
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  • MySQL 性能优化方向
                        小赖同学啊
大数据mysql性能优化数据库
                        
    MySQL性能优化是一个系统性的工作，涉及数据库设计、查询优化、索引优化、硬件配置等多个方面。以下是MySQL性能优化的主要方向和具体优化方案：一、数据库设计优化1.合理设计表结构规范化设计：避免数据冗余，确保数据一致性。适度反规范化：在查询频繁的场景下，适当冗余数据以减少连表查询。选择合适的数据类型：使用最小的数据类型存储数据，例如用TINYINT代替INT，用VARCHAR代替TEXT。2.分
    
                    
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  • uniapp 微信小程序 手机号快速验证组件 解密 encryptedData 获取手机号
                        睡不着的可乐
uni-app微信小程序
                        
    uniapp微信小程序手机号快速验证组件解密encryptedData获取手机号手机号快速验证组件该能力旨在帮助开发者向用户发起手机号申请，并且必须经过用户同意后，开发者才可获得由平台验证后的手机号，进而为用户提供相应服务。以下是旧版本组件使用指南，注意使用旧版本组件时，需先调用wx.login接口。建议开发者使用新版本组件，以增强小程序安全性。详情新版组件使用指南。因为需要用户主动触发才能发起手
    
                    
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  • Algorithm
                                    香水浓
javaAlgorithm
                                    
    冒泡排序 
 

	public static void sort(Integer[] param) {
		for (int i = param.length - 1; i > 0; i--) {
			for (int j = 0; j < i; j++) {
				int current = param[j];
				int next = param[j + 1];
    
                                
    • 
                                
  • mongoDB 复杂查询表达式
                                    开窍的石头
mongodb
                                    
    1:count 
   Pg: db.user.find().count(); 
   统计多少条数据 
2:不等于$ne 
   Pg: db.user.find({_id:{$ne:3}},{name:1,sex:1,_id:0}); 
   查询id不等于3的数据。 
3：大于$gt $gte(大于等于) 
&n
    
                                
    • 
                                
  • Jboss Java heap space异常解决方法, jboss OutOfMemoryError : PermGen space
                                    0624chenhong
jvmjboss
                                    
    转自 
http://blog.csdn.net/zou274/article/details/5552630 
 
解决办法： 
 
window->preferences->java->installed jres->edit jre 
把default vm arguments 的参数设为-Xms64m -Xmx512m 
 
 
 
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    • 
                                
  • 文件上传 下载 解析 相对路径
                                    不懂事的小屁孩
文件上传
                                    
    有点坑吧，弄这么一个简单的东西弄了一天多，身边还有大神指导着，网上各种百度着。 
下面总结一下遇到的问题： 
 
文件上传，在页面上传的时候，不要想着去操作绝对路径，浏览器会对客户端的信息进行保护，避免用户信息收到攻击。 
在上传图片，或者文件时，使用form表单来操作。 
前台通过form表单传输一个流到后台，而不是ajax传递参数到后台，代码如下: 
 

<form action=&
    
                                
    • 
                                
  • 怎么实现qq空间批量点赞
                                    换个号韩国红果果
qq
                                    
    纯粹为了好玩！！ 
逻辑很简单 
1 打开浏览器console；输入以下代码。 
先上添加赞的代码 
 

var tools={};
		//添加所有赞
		function  init(){
			document.body.scrollTop=10000;
				setTimeout(function(){document.body.scrollTop=0;},2000);//加
    
                                
    • 
                                
  • 判断是否为中文
                                    灵静志远
中文
                                    
    方法一： 
public class Zhidao { 
 public static void main(String args[]) { 
 String s = "sdf灭礌 kjl d{';\fdsjlk是"; 
 int n=0; 
 for(int i=0; i<s.length(); i++) { 
 n = (int)s.charAt(i); 
 if((
    
                                
    • 
                                
  • 一个电话面试后总结
                                    a-john
面试
                                    
    今天，接了一个电话面试，对于还是初学者的我来说，紧张了半天。 
面试的问题分了层次，对于一类问题，由简到难。自己觉得回答不好的地方作了一下总结： 
  
在谈到集合类的时候，举几个常用的集合类，想都没想，直接说了list,map。 
  
然后对list和map分别举几个类型： 
  
list方面：ArrayList,LinkedList。在谈到他们的区别时，愣住了
    
                                
    • 
                                
  • MSSQL中Escape转义的使用
                                    aijuans
MSSQL
                                    
    IF OBJECT_ID('tempdb..#ABC') is not null
drop table tempdb..#ABC


create table #ABC
(
PATHNAME NVARCHAR(50)
)


insert into #ABC
SELECT N'/ABCDEFGHI' 
UNION ALL SELECT N'/ABCDGAFGASASSDFA' 
UNION ALL
    
                                
    • 
                                
  • 一个简单的存储过程
                                    asialee
mysql存储过程构造数据批量插入
                                    
               今天要批量的生成一批测试数据，其中中间有部分数据是变化的，本来想写个程序来生成的，后来想到存储过程就可以搞定，所以随手写了一个，记录在此： 
  
         
DELIMITER $$  
DROP PROCEDURE IF EXISTS inse
    
                                
    • 
                                
  • annot convert from HomeFragment_1 to Fragment
                                    百合不是茶
android导包错误
                                    
    创建了几个类继承Fragment, 需要将创建的类存储在ArrayList<Fragment>中; 出现不能将new 出来的对象放到队列中,原因很简单; 
    创建类时引入包是:import android.app.Fragment; 
  
   创建队列和对象时使用的包是:import android.support.v4.ap
    
                                
    • 
                                
  • Weblogic10两种修改端口的方法
                                    bijian1013
weblogic端口号配置管理config.xml
                                    
    一.进入控制台进行修改    1.进入控制台:  http://127.0.0.1:7001/console     2.展开左边树菜单         域结构->环境->服务器-->点击AdminServer(管理) &
    
                                
    • 
                                
  • mysql 操作指令
                                    征客丶
mysql
                                    
    一、连接mysql 
进入 mysql 的安装目录； 
$ bin/mysql -p [host IP 如果是登录本地的mysql 可以不写 -p 直接 -u] -u [userName] -p 
输入密码，回车，接连； 
 
二、权限操作［如果你很了解mysql数据库后，你可以直接去修改系统表，然后用 mysql> flush privileges; 指令让权限生效］ 
1、赋权 
mys
    
                                
    • 
                                
  • 【Hive一】Hive入门
                                    bit1129
hive
                                    
    Hive安装与配置 
Hive的运行需要依赖于Hadoop，因此需要首先安装Hadoop2.5.2，并且Hive的启动前需要首先启动Hadoop。 
  Hive安装和配置的步骤 
  
1. 从如下地址下载Hive0.14.0 
  
http://mirror.bit.edu.cn/apache/hive/ 
  
 2.解压hive，在系统变
    
                                
    • 
                                
  • ajax 三种提交请求的方法
                                    BlueSkator
Ajaxjqery
                                    
    1、ajax 提交请求 
$.ajax({
			type:"post",
			url : "${ctx}/front/Hotel/getAllHotelByAjax.do",
			dataType : "json",
			success : function(result) {
				try {
					for(v
    
                                
    • 
                                
  • mongodb开发环境下的搭建入门
                                    braveCS
运维
                                    
      
linux下安装mongodb 
1）官网下载mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.4.gz 
2）linux 解压   
gzip -d mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.4.gz; 
mv mongodb-linux-x86_64-rhel62-3.0.4 mongodb-linux-x86_64-rhel62-
    
                                
    • 
                                
  • 编程之美-最短摘要的生成
                                    bylijinnan
java数据结构算法编程之美
                                    
    

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class ShortestAbstract {

	/**
	 * 编程之美 最短摘要的生成
	 * 扫描过程始终保持一个[pBegin,pEnd]的range,初始化确保[pBegin,pEnd]的ran
    
                                
    • 
                                
  • json数据解析及typeof
                                    chengxuyuancsdn
jstypeofjson解析
                                    
       
       // json格式
	var people='{"authors": [{"firstName": "AAA","lastName": "BBB"},'
		                    +' {"firstName": "CCC&
    
                                
    • 
                                
  • 流程系统设计的层次和目标
                                    comsci
设计模式数据结构sql框架脚本
                                    
     
                              流程系统设计的层次和目标 
 
 
 
    
                                
    • 
                                
  • RMAN List和report 命令
                                    daizj
oraclelistreportrman
                                    
    LIST 命令 
使用RMAN LIST 命令显示有关资料档案库中记录的备份集、代理副本和映像副本的 
信息。使用此命令可列出： 
• RMAN 资料档案库中状态不是AVAILABLE 的备份和副本 
• 可用的且可以用于还原操作的数据文件备份和副本 
• 备份集和副本，其中包含指定数据文件列表或指定表空间的备份 
• 包含指定名称或范围的所有归档日志备份的备份集和副本 
• 由标记、完成时间、可
    
                                
    • 
                                
  • 二叉树:红黑树
                                    dieslrae
二叉树
                                    
        红黑树是一种自平衡的二叉树,它的查找,插入,删除操作时间复杂度皆为O(logN),不会出现普通二叉搜索树在最差情况时时间复杂度会变为O(N)的问题. 
    红黑树必须遵循红黑规则,规则如下 
    
1、每个节点不是红就是黑。     2、根总是黑的  &
    
                                
    • 
                                
  • C语言homework3，7个小题目的代码
                                    dcj3sjt126com
c
                                    
    1、打印100以内的所有奇数。 
# include <stdio.h>

int main(void)
{
	int i;

	for (i=1; i<=100; i++)
	{
		if (i%2 != 0)
			printf("%d ", i);
	}

	return 0;
}
 
 2、从键盘上输入10个整数，
    
                                
    • 
                                
  • 自定义按钮, 图片在上, 文字在下, 居中显示
                                    dcj3sjt126com
自定义
                                    
    #import <UIKit/UIKit.h>

@interface MyButton : UIButton

-(void)setFrame:(CGRect)frame ImageName:(NSString*)imageName Target:(id)target Action:(SEL)action Title:(NSString*)title Font:(CGFloa
    
                                
    • 
                                
  • MySQL查询语句练习题，测试足够用了
                                    flyvszhb
sqlmysql
                                    
    http://blog.sina.com.cn/s/blog_767d65530101861c.html 
1.创建student和score表 
CREATE  TABLE  student ( 
id  INT(10)  NOT NULL  UNIQUE  PRIMARY KEY  , 
name  VARCHAR
    
                                
    • 
                                
  • 转：MyBatis Generator 详解
                                    happyqing
mybatis
                                    
      
MyBatis Generator 详解 
http://blog.csdn.net/isea533/article/details/42102297 
  
MyBatis Generator详解 
http://git.oschina.net/free/Mybatis_Utils/blob/master/MybatisGeneator/MybatisGeneator.
    
                                
    • 
                                
  • 让程序员少走弯路的14个忠告
                                    jingjing0907
工作计划学习
                                    
      
无论是谁，在刚进入某个领域之时，有再大的雄心壮志也敌不过眼前的迷茫：不知道应该怎么做，不知道应该做什么。下面是一名软件开发人员所学到的经验，希望能对大家有所帮助 
  
1.不要害怕在工作中学习。  
只要有电脑，就可以通过电子阅读器阅读报纸和大多数书籍。如果你只是做好自己的本职工作以及分配的任务，那是学不到很多东西的。如果你盲目地要求更多的工作，也是不可能提升自己的。放
    
                                
    • 
                                
  • nginx和NetScaler区别
                                    流浪鱼
nginx
                                    
    NetScaler是一个完整的包含操作系统和应用交付功能的产品，Nginx并不包含操作系统，在处理连接方面，需要依赖于操作系统，所以在并发连接数方面和防DoS攻击方面，Nginx不具备优势。 
2.易用性方面差别也比较大。Nginx对管理员的水平要求比较高，参数比较多，不确定性给运营带来隐患。在NetScaler常见的配置如健康检查，HA等，在Nginx上的配置的实现相对复杂。 
3.策略灵活度方
    
                                
    • 
                                
  • 第11章 动画效果（下）
                                    onestopweb
动画
                                    
    index.html 
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/
    
                                
    • 
                                
  • FAQ - SAP BW BO roadmap
                                    blueoxygen
BOBW
                                    
    http://www.sdn.sap.com/irj/boc/business-objects-for-sap-faq 
  
Besides, I care that how to integrate tightly. 
  
By the way, for BW consultants, please just focus on Query Designer which i
    
                                
    • 
                                
  • 关于java堆内存溢出的几种情况
                                    tomcat_oracle
javajvmjdkthread
                                    
    【情况一】：   　　 
java.lang.OutOfMemoryError: Java heap space：这种是java堆内存不够，一个原因是真不够，另一个原因是程序中有死循环；   　　如果是java堆内存不够的话，可以通过调整JVM下面的配置来解决：   　　<jvm-arg>-Xms3062m</jvm-arg>   　　<jvm-arg>-Xmx
    
                                
    • 
                                
  • Manifest.permission_group权限组
                                    阿尔萨斯
Permission
                                    
    结构 
继承关系 
public static final class Manifest.permission_group extends Object 
java.lang.Object 
android. Manifest.permission_group 常量 
ACCOUNTS 直接通过统计管理器访问管理的统计 
COST_MONEY可以用来让用户花钱但不需要通过与他们直接牵涉的权限 
D
    
                                
    •