模拟负载均衡算法-一致性哈希环

通过用户访问服务器节点来简单解释一下一致性哈希环的实现原理。

说明：

1. p1,p2,p3,p4的哈希值的大小顺序是 p1<p2<p3<p4.
2. p1-1是一个虚拟节点，当用户访问时到虚拟节点时会转发到真实服务器p1.
3. 需要一个数据结构去存储服务器节点，数据结构需要具有排序功能，这里就用TreeMap，底层是红黑树。

代码：

public class ConsistentHash {
	//集群ip
    private static List<String> serverIps = new ArrayList<>();
    //虚拟节点的个数
    private static final int VIRTUAL_NODES = 100;

    private static TreeMap<Integer, String> virtualNodes = new TreeMap<>();

	//初始化
    static {
        serverIps.add("192.168.4.1");
        serverIps.add("192.168.11.2");
        serverIps.add("192.168.5.3");
        serverIps.add("172.42.10.4");
        serverIps.add("172.106.80.5");
        serverIps.add("120.224.40.6");

        //根据每个真实节点添加虚拟节点，根据hash散列进行调整
        for (String ip : serverIps) {
            for (int i = 0; i < VIRTUAL_NODES; i++) {
                int hash = getHash(ip + "VN" + i);
                virtualNodes.put(hash, ip);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
    	//若干用户访问服务器节点
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
                        System.out.println("用户【" + i + "】 访问：" + getServer("userId" + i));        }
    }

    private static String getServer(String clientInfo) {
        int hash = getHash(clientInfo);
        //得到大于该 hash值的子红黑树
        SortedMap<Integer, String> subMap = virtualNodes.tailMap(hash);
        //获得该子树的最小元素
        Integer nodeIndex = subMap.firstKey();
        //没有大于该元素的子树，那就取整棵数第一个元素
        if (nodeIndex == null) {
            nodeIndex = virtualNodes.firstKey();
        }
        return virtualNodes.get(nodeIndex);
    }

    private static int getHash(String clientInfo) {
        final int p = 16777619;
        int hash = (int) 2166136261L;
        for (int i = 0,len = clientInfo.length(); i < len; i++) {
            hash = (hash ^ clientInfo.charAt(i)) * p;
            hash += hash << 13;
            hash ^= hash >> 7;
            hash += hash << 3;
            hash ^= hash >> 17;
        }
        return hash;
    }
}

执行结果：
用户【0】 访问：192.168.11.2
用户【1】 访问：192.168.5.3
用户【2】 访问：192.168.11.2
用户【3】 访问：192.168.4.1
用户【4】 访问：192.168.4.1
用户【5】 访问：172.42.10.4
用户【6】 访问：120.224.40.6
用户【7】 访问：172.106.80.5
用户【8】 访问：192.168.5.3
用户【9】 访问：192.168.5.3
用户【10】 访问：172.106.80.5
用户【11】 访问：192.168.5.3
用户【12】 访问：120.224.40.6
用户【13】 访问：192.168.5.3
用户【14】 访问：120.224.40.6
用户【15】 访问：192.168.5.3
用户【16】 访问：192.168.5.3
用户【17】 访问：192.168.5.3
用户【18】 访问：192.168.5.3
用户【19】 访问：120.224.40.6