一致性哈希算法详解：原理与Java实现

2024-01-13 21:12:18

一致性哈希算法原理

一致性哈希算法的核心思想是将数据映射到一个虚拟的环上，环上的每个点代表一个节点。当需要将数据映射到某个节点时，先将数据计算出一个哈希值，然后将哈希值映射到虚拟环上。数据将被映射到哈希值顺时针方向遇到的第一个节点上。

例如，假设我们有一个虚拟环，环上有4个节点，节点的哈希值分别是1、3、5和7。现在我们有3个数据，它们的哈希值分别是2、4和6。我们将这3个数据映射到虚拟环上，得到以下结果：

数据2被映射到节点1上
数据4被映射到节点3上
数据6被映射到节点5上

一致性哈希算法Java实现

下面我们来看一下一致性哈希算法的Java实现。

import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

public class ConsistentHashing {

    private final SortedMap<Integer, Node> circle;
    private final int numberOfReplicas;

    public ConsistentHashing(int numberOfReplicas) {
        this.circle = new TreeMap<>();
        this.numberOfReplicas = numberOfReplicas;
    }

    public void addNode(Node node) {
        for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
            circle.put(hash(node.getName() + i), node);
        }
    }

    public Node getNode(String key) {
        int hash = hash(key);
        if (!circle.containsKey(hash)) {
            SortedMap<Integer, Node> tailMap = circle.tailMap(hash);
            hash = tailMap.isEmpty() ? circle.firstKey() : tailMap.firstKey();
        }
        return circle.get(hash);
    }

    private int hash(String key) {
        return Math.abs(key.hashCode());
    }

    public static class Node {

        private final String name;

        public Node(String name) {
            this.name = name;
        }

        public String getName() {
            return name;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ConsistentHashing consistentHashing = new ConsistentHashing(3);
        consistentHashing.addNode(new Node("Node1"));
        consistentHashing.addNode(new Node("Node2"));
        consistentHashing.addNode(new Node("Node3"));

        String key1 = "Key1";
        String key2 = "Key2";
        String key3 = "Key3";

        System.out.println("Node for key1: " + consistentHashing.getNode(key1).getName());
        System.out.println("Node for key2: " + consistentHashing.getNode(key2).getName());
        System.out.println("Node for key3: " + consistentHashing.getNode(key3).getName());
    }
}