【一】一致性hash算法，基本实现分布平衡。
1 package org.ehking.quartz.curator; 2 3 import java.util.SortedMap; 4 import java.util.TreeMap; 5 6 public class ConsistentHashingWithoutVirtualNode { 7 /** 8 * 待添加入Hash环的服务器列表 9 */ 10 private static String[] servers = {"192.168.0.0:111", "192.168.0.1:111", "192.168.0.2:111", 11 "192.168.0.3:111", "192.168.0.4:111"}; 12 13 /** 14 * key表示服务器的hash值，value表示服务器的名称 15 */ 16 private static SortedMap<Integer, String> sortedMap = 17 new TreeMap<Integer, String>(); 18 19 /** 20 * 程序初始化，将所有的服务器放入sortedMap中 21 */ 22 static 23 { 24 for (int i = 0; i < servers.length; i++) 25 { 26 int hash = getHash(servers[i]); 27 System.out.println("[" + servers[i] + "]加入集合中, 其Hash值为" + hash); 28 sortedMap.put(hash, servers[i]); 29 } 30 System.out.println(); 31 } 32 33 /** 34 * 使用FNV1_32_HASH算法计算服务器的Hash值,这里不使用重写hashCode的方法，最终效果没区别 35 */ 36 private static int getHash(String str) 37 { 38 final int p = 16777619; 39 int hash = (int)2166136261L; 40 for (int i = 0; i < str.length(); i++) 41 hash = (hash ^ str.charAt(i)) * p; 42 hash += hash << 13; 43 hash ^= hash >> 7; 44 hash += hash << 3; 45 hash ^= hash >> 17; 46 hash += hash << 5; 47 48 // 如果算出来的值为负数则取其绝对值 49 if (hash < 0) 50 hash = Math.abs(hash); 51 return hash; 52 } 53 54 /** 55 * 得到应当路由到的结点 56 */ 57 private static String getServer(String node) 58 { 59 // 得到带路由的结点的Hash值 60 int hash = getHash(node); 61 // 得到大于该Hash值的所有Map 62 SortedMap<Integer, String> subMap = 63 sortedMap.tailMap(hash); 64 // 第一个Key就是顺时针过去离node最近的那个结点 65 Integer i = subMap.firstKey(); 66 // 返回对应的服务器名称 67 return subMap.get(i); 68 } 69 70 public static void main(String[] args) 71 { 72 String[] nodes = {"127.0.0.1:1111", "221.226.0.1:2222", "10.211.0.1:3333"}; 73 for (int i = 0; i < nodes.length; i++) 74 System.out.println("[" + nodes[i] + "]的hash值为" + 75 getHash(nodes[i]) + ", 被路由到结点[" + getServer(nodes[i]) + "]"); 76 } 77 }
【二】借助虚拟节点，实现分布平衡的hash算法
1 package org.ehking.quartz.curator; 2 3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.HashMap; 5 import java.util.LinkedList; 6 import java.util.List; 7 import java.util.Set; 8 import java.util.SortedMap; 9 import java.util.TreeMap; 10 import java.util.UUID; 11 12 public class ConsistentHashingWithVirtualNode { 13 /** 14 * 待添加入Hash环的服务器列表 15 */ 16 private static String[] servers = { "192.168.0.0:111","192.168.0.1:111", "192.168.0.2:111"}; 17 18 /** 19 * 真实结点列表,考虑到服务器上线、下线的场景，即添加、删除的场景会比较频繁，这里使用LinkedList会更好 20 */ 21 private static List<String> realNodes = new LinkedList<String>(); 22 /** 23 * 虚拟节点，key表示虚拟节点的hash值，value表示虚拟节点的名称 24 */ 25 private static SortedMap<Integer, String> virtualNodes = 26 new TreeMap<Integer, String>(); 27 28 /** 29 * 虚拟节点的数目，这里写死，为了演示需要，一个真实结点对应5个虚拟节点 30 */ 31 private static final int VIRTUAL_NODES = 1000; 32 33 static 34 { 35 // 先把原始的服务器添加到真实结点列表中 36 for (int i = 0; i < servers.length; i++) 37 realNodes.add(servers[i]); 38 39 // 再添加虚拟节点，遍历LinkedList使用foreach循环效率会比较高 40 for (String str : realNodes) 41 { 42 for (int i = 0; i < VIRTUAL_NODES; i++) 43 { 44 String virtualNodeName = str + "&&VN" + String.valueOf(i); 45 int hash = getHash(virtualNodeName); 46 System.out.println("虚拟节点[" + virtualNodeName + "]被添加, hash值为" + hash); 47 virtualNodes.put(hash, virtualNodeName); 48 } 49 } 50 System.out.println(); 51 } 52 53 /** 54 * 使用FNV1_32_HASH算法计算服务器的Hash值,这里不使用重写hashCode的方法，最终效果没区别 55 */ 56 private static int getHash(String str) 57 { 58 final int p = 16777619; 59 int hash = (int)2166136261L; 60 for (int i = 0; i < str.length(); i++) 61 hash = (hash ^ str.charAt(i)) * p; 62 hash += hash << 13; 63 hash ^= hash >> 7; 64 hash += hash << 3; 65 hash ^= hash >> 17; 66 hash += hash << 5; 67 68 // 如果算出来的值为负数则取其绝对值 69 if (hash < 0) 70 hash = Math.abs(hash); 71 return hash; 72 } 73 74 /** 75 * 得到应当路由到的结点 76 */ 77 private static String getServer(String node) 78 { 79 // 得到带路由的结点的Hash值 80 int hash = getHash(node); 81 // 得到大于该Hash值的所有Map 82 SortedMap<Integer, String> subMap = 83 virtualNodes.tailMap(hash); 84 Integer i=null; 85 String virtualNode = null; 86 if(subMap==null||subMap.size()==0){ 87 i=virtualNodes.firstKey(); 88 virtualNode=virtualNodes.get(i); 89 }else{ 90 i = subMap.firstKey(); 91 virtualNode= subMap.get(i); 92 } 93 // 第一个Key就是顺时针过去离node最近的那个结点 94 95 // 返回对应的虚拟节点名称，这里字符串稍微截取一下 96 return virtualNode.substring(0, virtualNode.indexOf("&&")); 97 } 98 99 public static void main(String[] args) 100 { 101 102 HashMap<String,Integer> map=new HashMap<String, Integer>(); 103 List<String> id=new ArrayList<String>(); 104 for(int i=0;i<1000;i++){ 105 id.add(UUID.randomUUID().toString().replace("-", "")); 106 //id.add("adasfdsafdsgfdsagdsafdsafdsaf"+i); 107 } 108 for (int i = 0; i < id.size(); i++){ 109 String aString=getServer(id.get(i)); 110 Integer aInteger=map.get(aString); 111 if(aInteger==null){ 112 map.put(aString,1); 113 }else{ 114 map.put(aString, aInteger+1); 115 } 116 } 117 Set<String> set= map.keySet(); 118 for(String a:set){ 119 System.out.println("节点【"+a+"】分配到元素个数为==>"+map.get(a)); 120 } 121 } 122 }
