「架构师训练营」第 5 周作业

package cn.edu.ldu.test;

import java.util.HashMap;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;

public class HashTest {
    
    //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
    private static List<String> realNodes = new LinkedList<String>();
    
    //虚拟节点，key表示虚拟节点的hash值，value表示虚拟节点的名称
    private static SortedMap<Integer, String> virtualNodes = new TreeMap<Integer, String>();
            
    //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
    private static final int VIRTUAL_NODES = 5;
    
    private static void addServer(String[] servers) {
    		//先把原始的服务器添加到真实结点列表中
    		for(int i=0; i<servers.length; i++)
    			realNodes.add(servers[i]);
    		
    		//再添加虚拟节点，遍历LinkedList使用foreach循环效率会比较高
    		for (String str : realNodes){
    			for(int i=0; i<VIRTUAL_NODES; i++){
    				String virtualNodeName = str + "&&VN" + String.valueOf(i);
    				int hash = getHash(virtualNodeName);
    				virtualNodes.put(hash, virtualNodeName);
    			}
    		}
    }
    
    //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
    private static int getHash(String str){
        final int p = 16777619;
        int hash = (int)2166136261L;
        for (int i = 0; i < str.length(); i++)
            hash = (hash ^ str.charAt(i)) * p;
        hash += hash << 13;
        hash ^= hash >> 7;
        hash += hash << 3;
        hash ^= hash >> 17;
        hash += hash << 5;
        
        // 如果算出来的值为负数则取其绝对值
        if (hash < 0)
            hash = Math.abs(hash);
        return hash;
    }
    
    //得到应当路由到的结点
    private static String getServer(String key){
       //得到该key的hash值
        int hash = getHash(key);
        // 得到大于该Hash值的所有Map
        SortedMap<Integer, String> subMap = virtualNodes.tailMap(hash);
        String virtualNode;
        if(subMap.isEmpty()){
           //如果没有比该key的hash值大的，则从第一个node开始
           Integer i = virtualNodes.firstKey();
           //返回对应的服务器
           virtualNode = virtualNodes.get(i);
        }else{
           //第一个Key就是顺时针过去离node最近的那个结点
           Integer i = subMap.firstKey();
           //返回对应的服务器
           virtualNode = subMap.get(i);
        }
        //virtualNode虚拟节点名称要截取一下
        if(null != virtualNode && virtualNode.length() >= 0){
            return virtualNode.substring(0, virtualNode.indexOf("&&"));
        }
        return null;
    }
    
    public static void main(String[] args){
    	//10个机器
        String[] servers = {"0", "1", "2",
                "3", "4","5","6","7","8",
                "9"};
        int[] serversTotal = new int[10];
//        机器加入虚拟节点
        addServer(servers);
        for(int i=0; i<1000000; i++) {
        	serversTotal[Integer.parseInt(getServer(i + "this is a test about hash."))] ++;
        }
        int average = 100000;
        int v = 0;
        for(int t = 0;t < 10;t++) {
        	v += (serversTotal[t] - average) * (serversTotal[t] - average);
        }
        System.out.println(Math.sqrt(v/10));
    }

	
}