构建一致性哈希ring Part1

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最后更新：2011年8月22日22:29:01

写在前面。

原打算只从代码角度做些swift ring的分析工作。但无意中看到了gholt的文章，收益良多，便动了翻译的念头。

“翻译向来是一件费力不讨好的事情。”这是郑烨在某本书序言中的如是说。自己曾零散的翻译过一些，深有同感，因此不打算只是原样翻译。

虽然本系列文章源自gholt，但不尽相同。

原文链接：http://tlohg.com/building-a-consistent-hashing-ring-part-1(这只是part 1,其余part请自行查找)

本系列文章的代码下载：http://code.google.com/p/swift-cn-doc/downloads/list

原文结构索引

part1:介绍普通hash的方法，引入“平衡”的度量标准

part2:线性hash存在的问题：增加一个bucket会导致hash结果剧烈变动；分区域以减少变动影响范围；进一步减少变动；去除冗余代码

part3:代码转型到swift中的类ring形式

part4:增加replica和zone的概念，并添加进类ring原型

part5:代码改进成module, 类ring原型增加weight概念

 

本系列文在gholt的基础上加上了自己的理解，以飨读者。

系列文章结构索引

part1:普通hash及其问题，对应原文part1&part2

part2:swift实际中的情况介绍和部分特性的引入，提出问题。相应问题的解决，并附“ring已废弃方案”。对应原文part3&part4。

part3:对应原文part5。引入weight属性，并封装成module。

part4:对swift中的几个文件(ringdata.py;ringbuilder.py的简单分析)

0 准备工作

为了便于之后python代码的说明，这里需要做一些准备工作。

0.1 /和%的关系

一个除法求商(/),一个除法求余(%)，有什么区别？

其实没什么区别。只是映射的关系不一样。如图1.1所示

总结如下：

M%N：把max(M)个区映射到N个区，每个区至少有个元素

M/N：把max(M)个区映射到个区，每个区不会多于N个元素

以上的基本前提是：应保证M个区的样本数量是足够多的。

 

0.2数据分区和hash结果“抖动”的关系

这个小节名称很拗口。但确实找不到相对合适的名字...-_-!

普通hash函数会有剧烈抖动情况。如图1.2所示。

例如：hash函数为：x->x/N，N取2、3，x取值[1,10]

N由2变到3过程中，hash结果80%发生了变化(数字1、3除外)。这种抖动是需要避免的。

 

对数据分区之后，抖动情况依然存在。如图1.3所示。

例如：hash函数为：x->x/N，N取5、6、7，x取值为[1,7][11,17][21,27][31,37]

N由6->7过程中，红色和绿色标识的hash结果是不变的；

N由5->6过程中