Java一致性哈希的特性是什么

這篇文章主要介紹“Java一致性哈希的特性是什么”，在日常操作中，相信很多人在Java一致性哈希的特性是什么問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”Java一致性哈希的特性是什么”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請(qǐng)跟著小編一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！

一、前言

在解決分布式系統(tǒng)中負(fù)載均衡的問(wèn)題時(shí)候可以使用Hash算法讓固定的一部分請(qǐng)求落到同一臺(tái)服務(wù)器上，這樣每臺(tái)服務(wù)器固定處理一部分請(qǐng)求（并維護(hù)這些請(qǐng)求的信息），起到負(fù)載均衡的作用。

但是普通的余數(shù)hash（hash(比如用戶id)%服務(wù)器機(jī)器數(shù)）算法伸縮性很差，當(dāng)新增或者下線服務(wù)器機(jī)器時(shí)候，用戶id與服務(wù)器的映射關(guān)系會(huì)大量失效。一致性hash則利用hash環(huán)對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。

二、一致性Hash概述

為了能直觀的理解一致性hash原理，這里結(jié)合一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)講解，假設(shè)有4臺(tái)服務(wù)器，地址為ip1,ip2,ip3,ip4。

• 一致性hash是首先計(jì)算四個(gè)ip地址對(duì)應(yīng)的hash值
  hash(ip1),hash(ip2),hash(ip3),hash(ip3)，計(jì)算出來(lái)的hash值是0~最大正整數(shù)直接的一個(gè)值，這四個(gè)值在一致性hash環(huán)上呈現(xiàn)如下圖：

   

  

   

• hash環(huán)上順時(shí)針從整數(shù)0開始，一直到最大正整數(shù)，我們根據(jù)四個(gè)ip計(jì)算的hash值肯定會(huì)落到這個(gè)hash環(huán)上的某一個(gè)點(diǎn)，至此我們把服務(wù)器的四個(gè)ip映射到了一致性hash環(huán)

• 當(dāng)用戶在客戶端進(jìn)行請(qǐng)求時(shí)候，首先根據(jù)hash(用戶id)計(jì)算路由規(guī)則（hash值），然后看hash值落到了hash環(huán)的那個(gè)地方，根據(jù)hash值在hash環(huán)上的位置順時(shí)針找距離最近的ip作為路由ip.

   

  

  根據(jù)順時(shí)針規(guī)則可知user1,user2的請(qǐng)求會(huì)被服務(wù)器ip3進(jìn)行處理，而其它用戶的請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的處理服務(wù)器不變，也就是只有之前被ip2處理的一部分用戶的映射關(guān)系被破壞了，并且其負(fù)責(zé)處理的請(qǐng)求被順時(shí)針下一個(gè)節(jié)點(diǎn)委托處理。

  下面考慮當(dāng)新增機(jī)器的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)什么情況？
  當(dāng)新增一個(gè)ip5的服務(wù)器后，一致性hash環(huán)大致如下圖：

  

服務(wù)器ip1,ip2,ip3經(jīng)過(guò)hash后落到了一致性hash環(huán)上，從圖中hash值分布可知ip1會(huì)負(fù)責(zé)處理大概80%的請(qǐng)求，而ip2和ip3則只會(huì)負(fù)責(zé)處理大概20%的請(qǐng)求，雖然三個(gè)機(jī)器都在處理請(qǐng)求，但是明顯每個(gè)機(jī)器的負(fù)載不均衡，這樣稱為一致性hash的傾斜，虛擬節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。

五、虛擬節(jié)點(diǎn)

當(dāng)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)比較少的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)上節(jié)所說(shuō)的一致性hash傾斜的問(wèn)題，一個(gè)解決方法是多加機(jī)器，但是加機(jī)器是有成本的，那么就加虛擬節(jié)點(diǎn)，比如上面三個(gè)機(jī)器，每個(gè)機(jī)器引入1個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)后的一致性hash環(huán)的圖如下：

可知每個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)引入1個(gè)虛擬節(jié)點(diǎn)后，情況相比沒(méi)有引入前均衡性有所改善，但是并不均衡。

均勻一致性hash的目標(biāo)是如果服務(wù)器有N臺(tái)，客戶端的hash值有M個(gè)，那么每個(gè)服務(wù)器應(yīng)該處理大概M/N個(gè)用戶的。也就是每臺(tái)服務(wù)器負(fù)載盡量均衡

到此，關(guān)于“Java一致性哈希的特性是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！