week5- 作业一致性 HASH 算法的 JAVA 实现

发布于: 2020 年 07 月 08 日
week5-作业一致性HASH算法的JAVA实现

用你熟悉的编程语言实现一致性 hash 算法。

编写测试用例测试这个算法,测试 100 万 KV 数据,10 个服务器节点的情况下,计算这些 KV 数据在服务器上分布数量的标准差,以评估算法的存储负载不均衡性。

package work5;
import java.util.*;
public class ConsistentHash {
public static void main(String[] args) {
// write your code here
System.out.println("hello world");
String[] nodes={"node-00","node-01","node-02","node-03","node-04","node-05","node-06","node-07","node-08","node-09"};
ConsistentHash ch= new ConsistentHash(nodes,175);
double[] cntarray={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0} ;
double var;
for(long i=0; i<1000000; i++)
{
double dvalue=Math.random();
String keytmp=Double.toString(dvalue);
// System.out.println("[" +i + "]的hash值为" + ch.getHash(keytmp) + ", 被路由到结点[" + ch.getRealNode(keytmp) + "]");
long hashtmp=ch.getHash(keytmp);
String realNode=ch.getRealNode(keytmp);
//System.out.println(realNode);
int index= Integer.parseInt(realNode.substring(6,7));
cntarray[index]=cntarray[index]+1;
}
for(int i=0;i<cntarray.length;i++)
{
System.out.println("【物理节点"+i+"】="+cntarray[i]);
}
var=MathUtil.variance(cntarray);
System.out.println("【标准差】="+var);
}
//真实的节点列表
public List<String> realNodes = new LinkedList<String>();
//每个真实节点对于的虚拟节点数
public int virtualNodesCnt ;
//虚拟节点,key表示虚拟节点在环上的hash值,value表示虚拟节点的名称
private static SortedMap<Long, String> vNodes = new TreeMap<>();
//构造函数,初始化
// 虚拟节点排序空间
public ConsistentHash(String[] nodes,int vcnt)
{
for(int i=0; i<nodes.length; i++) {
this.realNodes.add(nodes[i]);
}
this.virtualNodesCnt=vcnt;
for (String realnodename : this.realNodes){
for(int i=0; i<this.virtualNodesCnt; i++){
String vNodesName =realnodename+"--"+i;
long hash = this.getHash(vNodesName);
// System.out.println("虚拟节点[" + vNodesName + "]被添加, hash值为" + hash);
vNodes.put(hash, vNodesName);
}
}
System.out.println();
}
//输入字符串KEY ,然后计算出对应的HASH值,找到虚拟节点,然后匹配到物理节点
public String getRealNode(String key){
//得到该key的hash值
long hash = getHash(key);
// 得到大于该Hash值的所有Map
SortedMap<Long, String> subMap = vNodes.tailMap(hash);
//对应的虚拟节点名称
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
//返回第一个node的hash
long i = vNodes.firstKey();
//返回对应的虚拟服务器
virtualNode = vNodes.get(i);
}else{
//第一个Key就是顺时针过去离node最近的那个结点
//返回第一个node的hash
Long 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(virtualNode!=null ){
return virtualNode.substring(0, virtualNode.indexOf("--"));
}
return null;
}
/**
* 使用的是 FNV1_32_HASH
*/
public long getHash(String key) {
final int p = 16777619;
int hash = (int)2166136261L;
for(int i = 0; i < key.length(); i++) {
hash = (hash ^ key.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;
}
}

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