什麼是一致性hash？

一致性hash

前言

說出來你們可能不相信，我昨天作夢夢到本身在面試，而後面試官問了我這個問題哈哈~而後我就打算按照本身的理解寫一寫。若是有寫的不對的歡迎你們指正！

直接開始

普通hash算法

普通hash算法就是把存儲的key取hash而後再對節點數取模以後判斷key所在節點的位置，

如上圖所示，假設如今有key1，key2，key3，key4四個key，經過上面說的方法均勻分佈在了這4個節點上面。看上去很是nice~

可是若是如今咱們集羣須要擴容，增長一臺機器會發生啥？

能夠看到，因爲如今增長了一臺機器，因此如今咱們取模的對象由3變成了4。

致使什麼現象呢？假設咱們的數據如今沒有遷移，那原來的key3和key4原本是分別在node0和node1上的，如今經過hash取模運算以後倒是在node0和node3上，因此在數據不作遷移的狀況下會致使原有的緩存會大量失效。而後這種大面積的數據遷移是很是麻煩的！

這是擴容致使的問題，若是集羣中的節點宕機呢？

如今node2掛了，集羣節點數量變成了2，對應的key經過hash取模以後所在的節點也會變化。致使node2上面原有的key查詢不到，會直接查庫。其他的key，除了key1能正常查詢外，其餘key全都失效了。這時不只涉及到數據遷移還會致使緩存穿透。

一致性hash

一致性hash實際上是普通取模hash算法的改良版，其hash計算方法沒有變化，可是hash空間發生了變化，由原來的線性的變成了環。緩存節點經過hash計算以後獲得在hash環中的位置；key經過hash計算以後獲得所在環的位置，而後順時針方向找到第一個節點，這個節點就是存放key的節點。

來看看一致性hash是如何解決普通取模hash中擴容和宕機的問題的。

假設如今咱們增長了一個節點node3，原來的key1如今順時針找到了新增長node3，對其他的節點沒有任何影響。只須要將node0到node3之間的key遷移到新的節點便可。

若是node2如今宕機了，那麼原來的key2順時針找到的節點會變成node0，其他節點也沒有任何影響，只須要把node2上的key遷移到node0上便可。

那這個一致性hash難道就沒有啥毛病了嘛？

想一下，若是咱們的節點數量不多，而且節點偏向一側會發生什麼事情？

能夠看到很大一部分的key都會落在node0上，從而致使node0的壓力過大掛掉，node0掛掉以後數據同時又會向node1上轉移，node1又會掛掉，最終致使整個集羣不可用！這就是數據傾斜的問題，會引發節點雪崩。可想而知這個問題會很嚴重。

一致性hash優化

數據傾斜的問題是經過虛擬節點來解決的。

就是在節點稀疏的hash環上對物理節點虛擬出一部分虛擬節點，key會打到虛擬節點上面，而虛擬節點上的key實際也是映射到物理節點上的，這樣就避免了數據傾斜致使單節點壓力過大致使節點雪崩的問題。

結語

作夢引發的一片博文。

介紹了普通取模hash的弊端，一致性hash如何解決，以及一致性hash優化的問題。

上面的介紹若是有什麼不對的地方但願各位能指正~我也會虛心接受。