一致性哈希（Consistent Hashing）算法的C++实现

　　一致性哈希算法在缓存系统中得到广泛应用，主要解决了下面两个问题：

　　1、增加或移除缓存服务器时，尽量少的key-value映射失效；

　　2、哈希后的结果尽可能平衡的分布到各个缓存服务器。

　　解决这两个问题的思路：

　　1、不简单的采用取模运算，而是把服务对象和缓存服务器均映射到环形哈希空间，在这个环形空间中，沿顺时针方向从对象的哈希值出发，直到遇见一个cache，那么就将该对象存储在这个cache上，这样增加或减少缓存服务器时只有少部分k-v映射失效；

　　2、一个缓存服务器对应哈希环上的多个虚拟节点，具体数目根据其处理能力决定。

　　Code-Project上这个项目（http://www.codeproject.com/Articles/56138/Consistent-hashing）是一致性哈希的开源实现，对其做了简单测试。

　　有10000个用户访问某网站，网站利用4台缓存服务器，其中两台服务器的处理能力是另两台的2倍。

　　随机生成IP地址:

 1 void getIP(char * IP)

 2 {

 3     int a=0, b=0 , c=0 , d=0;

 4     a = rand()%256;

 5     b = rand()%256;

 6     c = rand()%256;

 7     d = rand()%256;

 8     char aa[4],bb[4],cc[4],dd[4];

 9     sprintf(aa, "%d", a);

10     sprintf(bb, "%d", b);

11     sprintf(cc, "%d", c);

12     sprintf(dd, "%d", d);

13     strcpy(IP,aa);

14     strcat(IP,".");

15     strcat(IP,bb);

16     strcat(IP,".");

17     strcat(IP,cc);

18     strcat(IP,".");

19     strcat(IP,dd);

20 }

　　为2台处理能力强的服务器生成100个虚拟节点，另两台50个：

 1 struct node_s g_nodes[4];

 2 

 3 int main()

 4 {

 5     int i;

 6     const struct node_s *node;

 7     char ip[128];

 8 

 9     /* init conhash instance */

10     struct conhash_s *conhash = conhash_init(NULL);

11     if(conhash)

12     {

13         /* set nodes */

14         conhash_set_node(&g_nodes[0], "202.104.236.0", 50);

15         conhash_set_node(&g_nodes[1], "202.104.236.1", 50);

16         conhash_set_node(&g_nodes[2], "202.104.236.2", 100);

17         conhash_set_node(&g_nodes[3], "202.104.236.3", 100);

18 

19         /* add nodes */

20         conhash_add_node(conhash, &g_nodes[0]);

21         conhash_add_node(conhash, &g_nodes[1]);

22         conhash_add_node(conhash, &g_nodes[2]);

23         conhash_add_node(conhash, &g_nodes[3]);

24 

25         printf("virtual nodes number %d\n", conhash_get_vnodes_num(conhash));

26         printf("the hashing results--------------------------------------:\n");

27 

28         /* try object */

29         srand(time(NULL));

30         for(i = 0; i < 10000; i++)

31         {

32             getIP(ip);

33             node = conhash_lookup(conhash, ip);

34             //if(node) printf("[%16s] is in server: [%16s]\n", str, node->iden);

35         }

36 

37         for(i = 0; i < 4; i++)

38             printf("%3d clients in server %s\n", g_nodes[i].items, g_nodes[i].iden);

39     }

40     conhash_fini(conhash);

41     return 0;

42 }

　　IP地址在4台服务器上分布比较合理：