负载均衡系列专题
本节我们来看一下如何实现一个一致性 hash 框架。
源码
普通 hash
我们首先定义一下 hash 接口，以及最简单的 jdk 实现：
- IHash
public interface IHash {
/**
* 计算 hash 值
* @param text 文本
* @return 结果
* @since 0.0.1
*/
int hash(String text);
}
- HashJdk.java
public class HashJdk implements IHash {
@Override
public int hash(String text) {
return text.hashCode();
}
}
Node 定义
用来定义一个节点：
此处省略了一些方法。
public class Node {
/**
* 节点名称
* @since 0.0.1
*/
private String name;
/**
* 节点 ip
* @since 0.0.1
*/
private String ip;
public Node(String name, String ip) {
this.name = name;
this.ip = ip;
}
public Node(String ip) {
this(ip, ip);
}
//Getter & Setter & toString()
// equals && hashCode
}
核心实现
- IConsistentHashing.java
一致性 hash 的接口定义。
public interface IConsistentHashing {
/**
* 获取对应的节点
* @param key key
* @return 节点
* @since 0.0.1
*/
Node get(final String key);
/**
* 添加节点
* @param node 节点
* @return this
* @since 0.0.1
*/
IConsistentHashing add(final Node node);
/**
* 移除节点
* @param node 节点
* @return this
* @since 0.0.1
*/
IConsistentHashing remove(final Node node);
/**
* 获取节点信息
* @return 节点
* @since 0.0.1
*/
Map<Integer, Node> nodeMap();
}
- 默认实现
public class ConsistentHashing implements IConsistentHashing {
/**
* 虚拟节点数量
* @since 0.0.1
*/
private final int virtualNum;
/**
* hash 策略
* @since 0.0.1
*/
private final IHash hash;
/**
* node map 节点信息
*
* key: 节点 hash
* Node: 节点
* @since 0.0.1
*/
private final TreeMap<Integer, Node> nodeMap = new TreeMap<>();
public ConsistentHashing(int virtualNum, IHash hash) {
this.virtualNum = virtualNum;
this.hash = hash;
}
/**
* 沿环的顺时针找到虚拟节点
* @param key key
* @return 结果
* @since 0.0.1
*/
@Override
public Node get(String key) {
final int hashCode = hash.hash(key);
Integer target = hashCode;
// 不包含时候的处理
if (!nodeMap.containsKey(hashCode)) {
target = nodeMap.ceilingKey(hashCode);
if (target == null && !nodeMap.isEmpty()) {
target = nodeMap.firstKey();
}
}
return nodeMap.get(target);
}
@Override
public IConsistentHashing add(Node node) {
// 初始化虚拟节点
for (int i = 0; i < virtualNum; i++) {
int nodeKey = hash.hash(node.toString() + "-" + i);
nodeMap.put(nodeKey, node);
}
return this;
}
@Override
public IConsistentHashing remove(Node node) {
// 移除虚拟节点
// 其实这里有一个问题，如果存在 hash 冲突，直接移除会不会不够严谨？
for (int i = 0; i < virtualNum; i++) {
int nodeKey = hash.hash(node.toString() + "-" + i);
nodeMap.remove(nodeKey);
}
return this;
}
@Override
public Map<Integer, Node> nodeMap() {
return Collections.unmodifiableMap(this.nodeMap);
}
}
完整代码
其他还有一些引导类等辅助工具。
完整代码参见 github
