一致性哈希

一、一致性哈希的概念

一致性哈希的按字面意思就是多次哈希前后的结果不变，除此之外还有一定的鲁棒性。

这里的哈希结果不变很好理解。通常如果我们的哈希函数采用了除留余数法，比如现在我有三个数100、54、2。如果我想一个哈希函数来把这三个数放进一个连续的数组里面，那么我只要对这些数都模上3即可。所以：

100 % 3 = 1、 54 % 3 = 0、2 % 3 = 2. 这样的话，我就可以把这三个数放进数组下标为1、0、2的地方了。下次来了一个值为100的数，还是把它映射到1的下标去取里面的内容。这就是哈希结果不变。

那么，多次结果不变有什么用？

第一，它可以解决会话共享的问题。所谓会话，就是服务器存储了一些客户端的用户信息，比如登录状态什么的。假设现在多台服务器，这些服务器能实现相同的功能，这叫做集群。这些服务器把你的IP和端口号当成哈希的值，映射到一台服务器上。假如不保证两次哈希结果的不变，你每次登录一台新的服务器需要重新输入密码，麻烦不？

第二，数据库的缓存也需要这种一致性。缓存会把数据库查询的结果暂存在自己这边，下次查询的时候直接从缓存中拿数据就行了。但如果映射到别的缓存中，缓存发现自己没有你需要的信息，就需要重新向数据库查询，这个是很慢的。

鲁棒性是什么意思？

前面我们使用了除留余数法对吧？那里的3可以看三台服务器。现在如果有一台挂了，假设3挂了，按上面的哈希方法，可不仅仅影响了第三台服务器的用户，而是大部分的用户！为什么？当3挂了之后，监视这些服务器的管理中心就会发现，然后把模3变成模2。假设在上面的例子中，100、54、2是三个不同的用户通过一个函数把他们的IP和端口运算出来的值。原本第三台服务器的用户是2，现在2%2=0，直接去第一台服务器拿资源，这是没问题的，因为第三台服务器挂了。而客户100来了，100%2=0，也去第一台服务器拿资源，这明显有问题呀。100原来的映射的服务器可是第二台（1）服务器！而54来了，54%2=0，也去第一台服务器拿资源。这就惨了，第一台服务器可能直接崩了。换成缓存，可能直接发生缓存雪崩了。

所以，有没有可能第三台服务器崩了只影响第三台服务器的原本客户，而不影响其他服务器的客户呢？

那这不就是要求鲁棒性强嘛，能抗一定的干扰！怎么设计这种多次哈希前后一致，有服务节点崩了不会造成大量客户哈希重定位的哈希函数呢？那就是哈希环了。

二、哈希环

哈希环的设计如下，每个客户会被映射到顺时针最近的服务器上。如果现在服务器3挂了，直接从环上消失了。那客户2就去服务器1了，而对客户54、100没有任何影响。这样，就不会因为一个节点挂了造成大量的哈希重定位，多是一件美事啊。