分方式缓存常用的一致性hash是什么原理
分方式缓存常用的一致性hash是什么原理
一致性hash是用来解决什么问题的?
先看一个场景
有n个cache服务器,一个对象object映射到哪个cache上呢?
可以采用通用方法计算object的hash值,然后均匀的映射到到n个cache
hash(object) % n
初始阶段运行正常,但当cache服务器发生变动后就会出现问题
例如
(1)一个cache服务器down掉了,这样所有映射到此cache的对象都会失效,需要把此cache移除,这时候映射公式变成了
hash(object) % (n-1)
(2)由于访问加重,需要添加cache ,这时候映射公式变成了
hash(object) % (n+1)
这两种情况几乎会使所有的cache都失效,大量的访问都会直接访问后台服务器,造成极大的压力
一致性hash算法就是为了解决普通hash的不足,把损失降到最低
一致性hash的原理
一致性hash将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环
假设某哈希函数H的值空间为0-2^32-1(2^32为2的32次方)
整个空间按顺时针方向组织,0和232-1在零点中方向重合
把各个cache服务器通过hash计算,根据hash值顺时针排列到圆环上,可以根据服务器的IP或者主机名进行计算
例如有 A B C 三台服务器
现在可以映射object了,映射规则为:
将key使用相同的hash计算出值,并确定此数据在环上的位置,从此位置顺时针行走,第一台遇到的cache服务器就是其应该定位到的服务器
例如有4个object需要映射到cache服务器
根据映射规则
object 1 -> A
object 2、3 -> B
object 4 -> C
下面看cache服务器的增减情况
(1)移除
例如A出现异常,需要移除
object 1 失效,需要映射到B
受影响的只有object 1
(2)添加
cache压力增加,需要添加服务器,新增cache服务器D
object 2 需要重新映射到D
受影响的只有object 2
可以看到一致性hash比普通hash高效了很多
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