分布式系统gossip算法模拟

算法模拟大致要求是随机生成n个数,这n个数的平均数为sum/n。让这些节点随机传染,使得每个个体的值无限接近于这个平均值,且有一个兴趣值和参数k,初始感染者兴趣只为1。若母体和被选中的传染者值相同,则不传染,且母体兴趣值/k;若值不相同,则使母体和被传染者的值相平均。

package gossip;
import java.util.Random;

public class gossip {

    //节点的个数
    private static final int SIZE = 1000;
    //初始化SIZE个节点
    private double nodes[] = new double[SIZE];
    //初始化每个节点的传播兴趣,概率都是1
    private double pros[] = new double[SIZE];
    //节点随机数的最大值范围
    private static final int MAX = 100;
    //参数k的值
    private static final double K = 1.3;
    //判断两个节点相等时的允许误差
    private static final double e = 0.000001;

    //记录传播的轮数
    private int round = 0;
    //记录所有节点平均值
    private double mean = 0.0;
    private double sum = 0.0;

    //构造函数,初始化SIZE个随机节点,并且计算出平均值mean
    public gossip(){
        Random random = new Random();
        for(int i = 0; i < nodes.length; i++) {
            nodes[i] = random.nextInt(MAX);
            //初始化每个结点的兴趣值,都为1
            pros[i] = 1.0;
            //计算所有节点的总和
            sum += nodes[i];
        }
        //计算出节点真实平均值
        mean = sum / SIZE;
    }

    public void run(){
        //设定有传播可能的节点总数为state
        int state = SIZE;

        //当state的值为0时,所有节点都无传播可能
        while(state > 0){
            //轮数加1
            round = round + 1;
            state = SIZE;
            Random ramdom  = new Random();

            for(int i = 0; i < nodes.length; i++){
                double pre = ramdom.nextDouble();
                //兴趣值越大,越有机会进行新一轮的通信
                //模仿概率事件,pros[i]>pre,则继续传播
                if(pros[i] > pre ){
                    //随机找一个节点传播
                    int j  = ramdom.nextInt(SIZE);

                    if((nodes[i] - nodes[j] > e) || (nodes[j] - nodes[i] > e)){
                        double mean = (nodes[i] + nodes[j]) / 2.0;
                        nodes[i] = mean;
                        nodes[j] = mean;
                    }else{
                        pros[i] /= K;
                    }

                } else{
                    state--;
                    pros[i] = 0;
                }
            }
        }
        System.out.println("\n节点的个数:"+SIZE);
        System.out.println("K的值:"+K);
        System.out.println("收敛轮数:" + round);
        System.out.println("真实平均值:" + mean);
        System.out.println("节点值" + nodes[0]);
        double fault = nodes[0] - mean;
        System.out.println("误差值:" + fault);
    }

    public static void main(String[] args){

        new gossip().run();
    }
}


 

 

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