Week 5 命题作业

public class ConsistentHashUtils {
    /**
     * 服务器节点，应该从配置文件中取读
     */
    private static String[] servers = {"192.12.43.222", "44.36.14.25", "45.26.48.91"};
    /**
     * 使用排序集合 TreeMap 实现 Hash 环
     */
    private static SortedMap<Long, String> hashRing = new TreeMap<>();
    /**
     * 生成 Hash 环，并安放服务器节点及其虚拟节点。
     * <p>
     * 1. 当服务器节点发生改变（增删改）时，需要重新生成
     * 2. 服务器节点不变时，Hash 环也不能变，否则可能一个 key 每次分配到的服务器不一样
     * 3. 这个方法应该是在程序启动时执行，且在服务器节点发生改变时，由专门的后台线程执行！
     */
    public static void generateHashRing() {
        for (String server : servers) {
            // 把服务器及对应虚拟节点保存到 treeMap 中，也就是放到 hash 环上
            // 这里每个服务器写死 49 个虚拟节点
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                // 加上一个随机值，保证所有虚拟节点计算的 hash 值不同
                long hashCode = getHashCode(server + UUID.randomUUID());
                // 上环
                hashRing.put(hashCode, server);
            }
        }
    }
    /**
     * 获取一致性 Hash 算法分配到的服务器节点
     *
     * treeMap 按自然数从小到大排序，要找出第一个比 dataKey HashCode 大的服务器节点，也就是顺时针第一个，
     * 直接将 treeMap 从 dataKey HashCode 截断即可，然后有两种情况
     * 1. 没有比它大的，则取整个 treeMap 的第一条数据
     * 2. 否则，取截断后的第一条数据
     *
     * @param dataKey key
     * @return 服务器节点
     */
    public static String getServerByConsistentHash(String dataKey) {
        String server;
        SortedMap<Long, String> tailMap = hashRing.tailMap(getHashCode(dataKey));
        if (tailMap.isEmpty()) {
            server = hashRing.get(hashRing.firstKey());
        } else {
            server = hashRing.get(tailMap.firstKey());
        }
        return server;
    }
    /**
     * 获取字符串对应的 hashCode
     *
     * @param str 需要计算 Hash 的字符串
     * @return hashCode
     */
    private static long getHashCode(String str) {
        return Math.abs(str.hashCode()) << 2;
    }
    /**
     * 测试
     */
    public static void main(String[] args) {
        // 使用 Map 记录测试结果
        Map<String, Integer> resultMap = new HashMap<>();
        for (String server : servers) {
            resultMap.put(server, 0);
        }
        // 生成 Hash 环
        generateHashRing();
        // 测试 10 万条数据
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            String key = UUID.randomUUID().toString();
            String server = getServerByConsistentHash(key);
            resultMap.put(server, resultMap.get(server) + 1);
        }
        resultMap.forEach((key, value) -> System.out.println(String.format("服务器 %s，分配到的数量：%d", key, value)));
    }
}

服务器 44.36.14.25，分配到的数量：30640
服务器 45.26.48.91，分配到的数量：35955
服务器 192.12.43.222，分配到的数量：33405