[速成]了解一致性hash算法
定义
一致性hash算法,在维基百科的定义是:
Consistent hashing is a special kind of hashing such that when a hash table is resized, only K/n keys need to be remapped on average, where K is the number of keys, and n is the number of slots. In contrast, in most traditional hash tables, a change in the number of array slots causes nearly all keys to be remapped because the mapping between the keys and the slots is defined by a modular operation.
翻译过来的意思就是当hash表更新节点的数量时,只有k/n的关键字位置有变化,其他关键字的位置映射关系不变。与其他的hash算法比,其他的算法节点个数n变化后,更多的key关键字和节点的映射会发生变化。
使用场景
一致性hash主要用在路由中,对有状态的服务,根据key进行转发到对应的服务中。保证相同的key一直落到同一个服务器,当有服务节点增减时,只有少量(k/n)的请求位置是变化的。减少重新建立缓存或存储的成本。
原理实现
前提:
- 每个请求的key范围[0,2^32),一共有k个key;
- 一共有N个节点,一般一个几点对应一个服务器。
常规实现
取key所映射的所有值最大空间(2^32)个,组成一个环,然后随机在这个环上落N个点,相邻的两个点形成一个左闭右开(关于左闭右开参考《聊聊左闭右开区间》)区间。共有N个区间。
对于每个key,一定只落在N个区间中的一个,它属于该区间所分配的节点。
当有服务节点增减时,会有区间新增或消失,平均只有k/N个key会受影响,变更属于的节点。
如下图,在插入nodeC之前,2、3、8key都属于nodeA,当插入nodeC后2、3归属C,属于B的节点不会改变。
改进:增加虚节点
常规实现在实际应用中会遇到问题。当N的数量太少时,会导致N个节点所管辖的区间并不均匀。
既然是N的数量太少,那增加N的数量不就行了?正解,可以成倍地增加N的数量,一个实际的节点扩充为100倍的虚节点,每个key先查找属于哪个虚节点,再查看该虚节点属于那个实节点。
由于众多虚节点的引入,使每个实节点被分配到的key数量的差距变少。
从图中可见,增加了nodeA和nodeD的虚节点后,把区间分得更细小,会使分布更均匀。还可以通过设置权值,让不同处理能力的实节点,处理不同量级的key。
实践经验
通过上面的讲解,可以熟悉一致性hash的算法,但是在实际使用中,还是有很多需要注意的地方。
如何加入虚节点
加入虚节点能够解决分布不均的问题,但是如何加入也是有技巧的。如果完全随机,就是撞大运编程。要利用搜索算法,加入节点时要检测,保证每个实节点的区间不能差异太大。必要时要回溯,剪枝,或者用启发性搜索。
节点配置同步
一个大系统,每个真实节点有1000个虚节点,一共1000个实节点,有1M条目数据。每当更新节点信息时,要保证快速更换、传递更新数据,而且要有检查功能。节点配置的同步、检测也会有很多细节问题。
[速成]了解一致性hash算法的更多相关文章
- 对一致性Hash算法,Java代码实现的深入研究
一致性Hash算法 关于一致性Hash算法,在我之前的博文中已经有多次提到了,MemCache超详细解读一文中"一致性Hash算法"部分,对于为什么要使用一致性Hash算法.一致性 ...
- 一致性hash算法详解
转载请说明出处: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) ...
- 一致性hash算法简介
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 ...
- 分布式缓存技术memcached学习(四)—— 一致性hash算法原理
分布式一致性hash算法简介 当你看到“分布式一致性hash算法”这个词时,第一时间可能会问,什么是分布式,什么是一致性,hash又是什么.在分析分布式一致性hash算法原理之前,我们先来了解一下这几 ...
- 一致性 hash 算法( consistent hashing )a
一致性 hash 算法( consistent hashing ) 张亮 consistent hashing 算法早在 1997 年就在论文 Consistent hashing and rando ...
- 一致性hash算法简介与代码实现
一.简介: 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) 2.单调性(Monotonicity) 3.分散性(Spread) 4.负 ...
- memcache的一致性hash算法使用
一.概述 1.我们的memcache客户端(这里我看的spymemcache的源码),使用了一致性hash算法ketama进行数据存储节点的选择.与常规的hash算法思路不同,只是对我们要存储数据的k ...
- 一致性Hash算法在Redis分布式中的使用
由于redis是单点,但是项目中不可避免的会使用多台Redis缓存服务器,那么怎么把缓存的Key均匀的映射到多台Redis服务器上,且随着缓存服务器的增加或减少时做到最小化的减少缓存Key的命中率呢? ...
- 【转载】一致性hash算法释义
http://www.cnblogs.com/haippy/archive/2011/12/10/2282943.html 一致性Hash算法背景 一致性哈希算法在1997年由麻省理工学院的Karge ...
随机推荐
- ios app网址说明
URLforBrowser = 'https://itunes.apple.com/cn/app/wan-huo-shi-shang-zhu-li-ren/id1077705***'; URLfori ...
- 【机器学习】神经网络实现异或(XOR)
注:在吴恩达老师讲的[机器学习]课程中,最开始介绍神经网络的应用时就介绍了含有一个隐藏层的神经网络可以解决异或问题,而这是单层神经网络(也叫感知机)做不到了,当时就觉得非常神奇,之后就一直打算自己实现 ...
- 使用 Http 的 Get 方式读取网络数据
作为移动平台的应用,一定避免不了与网络交换数据,不论是读取网页数据,还是调用API接口,都必须掌握Http通信技术 代码如下: package zw1; import java.io.Buffered ...
- 【shell编程基础2】shell组合应用之一:重定向和逻辑
这篇主要讲下 数据的重定向,在shell脚本中有些重要的输出重定向为文件的形式输出来 逻辑方式的多个命令组合,可以很方便的进行一些判断 数据流重定向 数据流重定向:大致上的意思就是本该输出到屏幕上的数 ...
- LINUX下安装搭建nodejs及创建nodejs-express-mongoose项目
在Ubuntu中按CTRL+ALT+T打开命令窗口,按下面步骤和命令进行安装即可.添加sublime text 3的仓库.1.sudo add-apt-repository ppa:webupd8te ...
- 漏洞预警 | Apache Struts2 曝任意代码执行漏洞 (S2-045)
近日,Apache官方发布Apache Struts 2.3.5–2.3.31版本及2.5–2.5.10版本存在远程代码执行漏洞(CNNVD-201703-152 ,CVE-2017-5638)的紧急 ...
- Kafka官方文档
Apache Kafka是 一个分布式消息发布订阅系统.它最初由LinkedIn公司基于独特的设计实现为一个分布式的提交日志系统( a distributed commit log),,之后成为Apa ...
- django restframework serializer 增加自定义字段
在使用django restframework serializer 序列化在django中定义的model时,有时候我们需要额外在serializer中增加一些model中没有的字段.有两种方法实现 ...
- 利用LinkedList生成一副扑克牌
import java.util.LinkedList; import java.util.Random; //自定义一个Poker类,用于存储扑克的信息(花色.数字) class Poker{ St ...
- NancyFx 2.0的开源框架的使用-Basic
这是NancyFx开源框架中的Basic认证,学习一下! 首先当然是新建一个空的Web,BasicDemo 继续在项目中添加Nuget包,记得安装的Nuget包是最新的预发行版 Nancy Nancy ...