一致性hash算法java版本简单实现

package com.java4all.grouth.consistent;

import java.util.LinkedList;

import java.util.List;

import java.util.SortedMap;

import java.util.TreeMap;

import org.slf4j.Logger;

import org.slf4j.LoggerFactory;

/**

* 一致性hash算法java简易实现

* @author IT云清

* 参考：https://blog.csdn.net/zhanglu0223/article/details/100579254

*/

public class ConsistentHash {

private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(ConsistentHash.class);

/**

* 虚拟节点个数

* 每个真实节点对应的虚拟节点个数

*/

private static final int VIRTUAL_NUM = 5;

/**

* 虚拟节点

* eg:<656715414,192.168.1.1&&VN3>

* 真实节点数量一般偏少，引入虚拟节点来平衡

* 每个真实节点对应多个虚拟节点，这样每个节点尽可能在hash环上均匀分布，可以根据虚拟节点找到真实节点

*/

private static SortedMap shards = new TreeMap<>();

/**

* 真实节点

*/

private static List realNodes = new LinkedList<>();

/**

* 模拟初始节点

*/

private static String[] servers = {"116.116.1.1", "116.116.1.2", "116.116.1.3", "116.116.1.5", "116.116.1.6"};

/**

* 初始化虚拟节点

*/

static {

for (String server : servers) {

realNodes.add(server);

LOGGER.info("添加真实节点{}",server);

for(int i = 0;i < VIRTUAL_NUM; i ++){

String virtualNode = server + "&&VN" + i;

int hash = getHash(virtualNode);

shards.put(hash,virtualNode);

LOGGER.info("添加虚拟节点{}，hash为{}",virtualNode,hash);

}

}

}

public static void main(String[]args){

test2();

}

public static void test2(){

//测试定位node

LOGGER.info(getSever("aa"));

LOGGER.info(getSever("涨三"));

LOGGER.info(getSever("num_19120000"));

LOGGER.info(getSever("num_19120000"));

LOGGER.info("------------------");

//测试添加节点

addNode("192.192.116.1");

addNode("192.192.116.2");

LOGGER.info("------------------");

//测试删除节点

delNode("116.116.1.1");

}

/**

* 获取真实节点ip

* @param str 字符串

* @return

*/

public static String getSever(String str){

//计算hash

int hash = getHash(str);

Integer key = null;

//寻找最近的虚拟node

SortedMap tailMap = shards.tailMap(hash);

//获取在hash环上 右侧最近的虚拟节点的key

key = tailMap.isEmpty() ? shards.lastKey() : tailMap.firstKey();

//根据hash获取虚拟节点

String virtualNode = shards.get(key);

//返回虚拟节点的真实ip

return virtualNode.substring(0,virtualNode.indexOf("&&"));

}

/**

* 添加节点

* @param node

*/

public static void addNode(String node){

if(!realNodes.contains(node)){

realNodes.add(node);

LOGGER.info("新增真实节点上线，{}",node);

for(int i = 0;i < VIRTUAL_NUM;i ++){

String virtualNode = node + "&&VN" + i;

int hash = getHash(virtualNode);

shards.put(hash,virtualNode);

LOGGER.info("新增虚拟节点{}，hash为{}",virtualNode,hash);

}

}

}

/**

* 删除节点

* @param node

*/

public static void delNode(String node){

if(realNodes.contains(node)){

//下线真实节点

realNodes.remove(node);

LOGGER.info("真实节点下线，{}",node);

for(int i = 0;i < VIRTUAL_NUM; i++){

String virtualNode = node + "&&VN" + i;

int hash = getHash(virtualNode);

//移除虚拟节点

shards.remove(hash);

LOGGER.info("下线虚拟节点{}，hash为{}",virtualNode,hash);

}

}

}

/**

* FNV1_32_HASH算法

* @param str 任意字符串

* @return 返回int类型的hash值

*/

private static int getHash(String str) {

final int p = 16777619;

int hash = (int) 2166136261L;

for (int i = 0; i < str.length(); i++) {

hash = (hash ^ str.charAt(i)) * p;

}

hash += hash << 13;

hash ^= hash >> 7;

hash += hash << 3;

hash ^= hash >> 17;

hash += hash << 5;

// 如果算出来的值为负数则取其绝对值

if (hash < 0) {

hash = Math.abs(hash);

}

return hash;

}

}