一致性哈希实现

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本文介绍了一种基于一致性哈希算法与虚拟节点技术的负载均衡策略，通过使用MD5算法增强哈希值的分布均匀性，实现了数据的高效路由。文章详细展示了如何通过Java实现该算法，并通过实例说明了其工作原理。

public class ConsistenHashWithVN {

    private static String[] servers = {
            "192.168.0.0:111",
            "192.168.0.1:111",
            "192.168.0.2:111",
            "192.168.0.3:111",
            "192.168.0.4:111",
    };

    private static List<String> virtualNodes = new ArrayList<>();

    private static int VNSIZE = 5;
    private static SortedMap<Integer, String> sortedMap = new TreeMap<>();

    /**初始化**/
    static {
        for(String str : servers) {
            for(int i = 0; i < VNSIZE; i++) {
                String vNode = str + "#" + i;
                sortedMap.put(getHash(vNode),vNode);
                System.out.println("[" + vNode + "] 加入集合，其hash值为" + getHash(vNode));
            }
        }
        System.out.println();
    }

    /**
     * 使用FNV1_32_HASH算法计算服务器的Hash值
     * @param str
     * @return
     */
    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;
//        if(hash < 0)
//            hash = Math.abs(hash);
//        return hash;

        return Math.abs(md5(str).hashCode());
    }

    /**
     * 使用MD5放大差异
     * @param content
     * @return
     */
    private static String md5(String content) {
        byte[] secretBytes = null;
        try{
            MessageDigest md = MessageDigest.getInstance("MD5");
            md.update(content.getBytes());
            secretBytes = md.digest();
        }catch (NoSuchAlgorithmException e){
            throw new RuntimeException("没有这个md5算法");
        }

        String md5Code = new BigInteger(1, secretBytes).toString(16);
        return md5Code;
    }

    private static String getServer(String node) {
        int hash = getHash(node);
        /**得到大于该hash值的所有k-v*/
        SortedMap<Integer, String> subMap = sortedMap.tailMap(hash);
        /**找打顺时针第一个大于hash值的虚拟节点**/
        Integer i = subMap.firstKey();
        String vNode = subMap.get(i);
        return vNode.substring(0,vNode.indexOf("#"));
    }

    public static void main(String[] args) {
        String[] nodes = {
                "127.0.0.1:1111",
                "221.226.0.1:2222",
                "10.211.0.1:3333"
        };

        for(int i = 0; i < nodes.length; i++) {
            System.out.println("[" + nodes[i] + "]的hash值为" + getHash(nodes[i]) + ", 被路由到节点[" + getServer(nodes[i]) + "]");
        }
    }
}