Hash一致性算法底层原理

大纲

Hash取余算法

判定哈希算法好坏的四个定义

一致性Hash算法的两大设计

Hash取余算法

hash(Object.key)%N,hash值随Object.key、N的变化而变化。

如果有节点(集群中节点增减太正常)发生变化,几乎重新分配,意味着所有已经分配好的数据都要迁移到新的节点上。

一致性Hash算法提出了在动态变化的Cache环境中,判定哈希算法好坏的四个定义:

1、平衡性(Balance):平衡性是指哈希的结果能够尽可能分布在所有的缓冲(Cache)中去,这样可以使得所有的缓冲空间得到利用。很多哈希算法都能够满足这一条件。

2、单调性(Monotonicity):单调性是指如果已经有一些内容通过哈希分派到了相应的缓冲中,又有新的缓冲加入到系统中。哈希的结果应该能够保证原有已分配的内容可以被映射到原有的或者新的缓冲中去,而不会映射到旧的缓冲集合中的其他缓冲区。

3、分散性(Spread):在分布式环境中,终端有可能看不到所有的缓冲,而只能看到其中的一部分。当终端希望通过哈希过程将内容映射到缓冲上去,由于不同终端所见的缓冲范围有可能不同,从而导致哈希的结果不一致,最终的结果是相同的内容被不同的终端映射到不同的缓冲区中。这种情况显然是应该避免的,因为它导致相同内容被存储到不同缓冲中去,降低了系统存储的效率。分散性的定义就是上述情况发生的严重程度。好的哈希算法应该能够尽量避免不一致的情况发生,也就是尽量降低分散性。

4、负载(Load):负载问题实际上是从另一个角度看待分散性问题。既然不同的终端可能将相同的内容映射到不同的缓冲区中,那么对于一个特定的缓冲区而言,也可能被不同的用户映射到不同的内容。与分散性一样,这种情况也是应当避免的,因此好的哈希算法应能够尽量降低缓冲的负荷。

总结如下:

平衡性——尽量分散

单调性——已经分配的不要换地方

分散性、负载——需要避免

一致性Hash算法的两大设计

1.Hash环(或hash桶)的设计——解决平衡性的问题

  这个环的空间非常大,从0~2^32-1,按照相同的hash算法分别计算对象和服务器(一般情况下对机器的hash计算是采用机器的IP或者唯一的别名作为输入值)的hash值,然后以顺时针的方向计算,将所有对象存储到离自己最近的机器中。节点删除或新增也只需要迁移少量离自己距离比较近的数据。

2.虚拟节点的设计——解决单调性的问题

  虚拟节点(Virtual node)是实际节点(机器)在hash空间的复制品(replica),一个实际节点对应了若干个“虚拟节点”,这个对应个数也称为“复制个数”,“虚拟节点”在hash空间中以hash值排列。

  “虚拟节点”的hash计算可以采用对应节点的IP地址加数字后缀的方式。

https://blog.csdn.net/cb_lcl/article/details/81448570

原文地址:https://www.cnblogs.com/lyrb/p/11380426.html

时间: 2024-10-26 15:50:34

Hash一致性算法底层原理的相关文章

hash一致性算法

转自:http://blog.csdn.net/cywosp/article/details/23397179 一致性哈希算法在1997年由麻省理工学院提出的一种分布式哈希(DHT)实现算法,设计目标是为了解决因特网中的热点(Hot spot)问题,初衷和CARP十分类似.一致性哈希修正了CARP使用的简 单哈希算法带来的问题,使得分布式哈希(DHT)可以在P2P环境中真正得到应用. 一致性hash算法提出了在动态变化的Cache环境中,判定哈希算法好坏的四个定义: 1.平衡性(Balance)

java实现hash一致性算法

package hash; import hash.Shard.Node; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.ByteOrder; import java.util.ArrayList; import java.util.Iterator; import java.util.List; import java.util.SortedMap; import java.util.TreeMap; @SuppressWarnings("hiding

consistent hash(一致性哈希算法)

一.产生背景 今天咱不去长篇大论特别详细地讲解consistent hash,我争取用最轻松的方式告诉你consistent hash算法是什么,如果需要深入,Google一下~. 举个栗子吧: 比如有 N 个 cache 服务器,需要将一个object 映射到 N 个 cache 上,我们可以用类似下面的方法计算 object 的 hash 值,然后均匀的映射到到 N 个 cache 上: hash(object)%N 比如object是“hello”,hash(object)是100,N为3

常见hash算法的原理(转)

常见hash算法的原理 散列表,它是基于快速存取的角度设计的,也是一种典型的“空间换时间”的做法.顾名思义,该数据结构可以理解为一个线性表,但是其中的元素不是紧密排列的,而是可能存在空隙. 散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构.也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度.这个映射函数叫做散列函数,存放记录的数组叫做散列表. 比如我们存储70个元素,但我们可能为这70个元素申请了100个元素的空间.7

常见hash算法的原理

转自:http://blog.csdn.net/zxycode007/article/details/6999984 散列表,它是基于快速存取的角度设计的,也是一种典型的“空间换时间”的做法.顾名思义,该数据结构可以理解为一个线性表,但是其中的元素不是紧密排列的,而是可能存在空隙. 散列表(Hash table,也叫哈希表),是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构.也就是说,它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录,以加快查找的速度.这个映射函数叫做散列函数,存放记录的

HashMap的底层原理

简单说: 底层原理就是采用数组加链表: 两张图片很清晰地表明存储结构: 既然是线性数组,为什么能随机存取?这里HashMap用了一个小算法,大致是这样实现: // 存储时: int hash = key.hashCode(); // 这个hashCode方法这里不详述,只要理解每个key的hash是一个固定的int值 int index = hash % Entry[].length; Entry[index] = value; // 取值时: int hash = key.hashCode()

哈希一致性算法

阅读目录 1 基本场景 2 hash 算法和单调性 3 consistent hashing 算法的原理 4 虚拟节点 5 小结 回到顶部 1 基本场景 比如你有 N 个 cache 服务器(后面简称 cache ),那么如何将一个对象 object 映射到 N 个 cache 上呢,你很可能会采用类似下面的通用方法计算 object 的 hash 值,然后均匀的映射到到 N 个 cache : hash(object)%N 一切都运行正常,再考虑如下的两种情况: 1 一个 cache 服务器 

【T-SQL进阶】02.理解SQL查询的底层原理

本系列[T-SQL]主要是针对T-SQL的总结. T-SQL基础 [T-SQL基础]01.单表查询-几道sql查询题 [T-SQL基础]02.联接查询 [T-SQL基础]03.子查询 [T-SQL基础]04.表表达式-上篇 [T-SQL基础]04.表表达式-下篇 [T-SQL基础]05.集合运算 [T-SQL基础]06.透视.逆透视.分组集 [T-SQL基础]07.数据修改 [T-SQL基础]08.事务和并发 [T-SQL基础]09.可编程对象 T-SQL进阶 [T-SQL进阶]01.好用的SQ

分布式一致性算法:Raft 算法

Raft 算法是可以用来替代 Paxos 算法的分布式一致性算法,而且 raft 算法比 Paxos 算法更易懂且更容易实现.本文对 raft 论文进行翻译,希望能有助于读者更方便地理解 raft 的思想.如果对 Paxos 算法感兴趣,可以看我的另一篇文章:分布式系列文章--Paxos算法原理与推导 摘要Raft 是用来管理复制日志(replicated log)的一致性协议.它跟 multi-Paxos 作用相同,效率也相当,但是它的组织结构跟 Paxos 不同.这使得 Raft 比 Pax