package monTools;
import java.util.Collection;
import java.util.SortedMap;
import java.util.TreeMap;
/**
* 一致性Hash算法
* 算法详解：/sparkliang/article/details/5279393
* 算法实现：/blog//11/27/consistent-hashing
* @author xiaoleilu
*
* @param 节点类型
*/
public class ConsistentHash {
/** Hash计算对象，用于自定义hash算法 */
HashFunc hashFunc;
/** 复制的节点个数 */
private final int numberOfReplicas;
/** 一致性Hash环 */
private final SortedMap circle = new TreeMap();
/**
* 构造，使用Java默认的Hash算法
* @param numberOfReplicas 复制的节点个数，增加每个节点的复制节点有利于负载均衡
* @param nodes 节点对象
*/
public ConsistentHash(int numberOfReplicas, Collection nodes) {
this.numberOfReplicas = numberOfReplicas;
this.hashFunc = new HashFunc() {
@Override
public Integer hash(Object key) {
String data = key.toString();
//默认使用FNV1hash算法
final int p = 16777619;
int hash = (int) 2166136261L;
for (int i = 0; i < data.length(); i++)
hash = (hash ^ data.charAt(i)) * p;
hash += hash << 13;
hash ^= hash >> 7;
hash += hash << 3;
hash ^= hash >> 17;
hash += hash << 5;
return hash;
}
};
//初始化节点
for (T node : nodes) {
add(node);
}
}
/**
* 构造
* @param hashFunc hash算法对象
* @param numberOfReplicas 复制的节点个数，增加每个节点的复制节点有利于负载均衡
* @param nodes 节点对象
*/
public ConsistentHash(HashFunc hashFunc, int numberOfReplicas, Collection nodes) {
this.numberOfReplicas = numberOfReplicas;
this.hashFunc = hashFunc;
//初始化节点
for (T node : nodes) {
add(node);
}
}
/**
* 增加节点
* 每增加一个节点，就会在闭环上增加给定复制节点数
* 例如复制节点数是2，则每调用此方法一次，增加两个虚拟节点，这两个节点指向同一Node
* 由于hash算法会调用node的toString方法，故按照toString去重
* @param node 节点对象
*/
public void add(T node) {
for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
circle.put(hashFunc.hash(node.toString() + i), node);
}
}
/**
* 移除节点的同时移除相应的虚拟节点
* @param node 节点对象
*/
public void remove(T node) {
for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
circle.remove(hashFunc.hash(node.toString() + i));
}
}
/**
* 获得一个最近的顺时针节点
* @param key 为给定键取Hash，取得顺时针方向上最近的一个虚拟节点对应的实际节点
* @return 节点对象
*/
public T get(Object key) {
if (circle.isEmpty()) {
return null;
}
int hash = hashFunc.hash(key);
if (!circle.containsKey(hash)) {
SortedMap tailMap = circle.tailMap(hash); //返回此映射的部分视图，其键大于等于 hash
hash = tailMap.isEmpty() ? circle.firstKey() : tailMap.firstKey();
}
//正好命中
return circle.get(hash);
}
/**
* Hash算法对象，用于自定义hash算法
* @author xiaoleilu
*
*/
public interface HashFunc {
public Integer hash(Object key);
}
}
