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Consistent-Hash(一致性hash)-从sofa-registry谈起

开源小菜鸟2333
 开源小菜鸟2333
发布于 08/04 21:05
字数 733
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SOFARegistry 简介

SOFARegistry 是蚂蚁金服开源的一个生产级、高时效、高可用的服务注册中心

功能特性

* 支持服务发布与服务订阅
* 支持服务变更时的主动推送
* 丰富的 REST 接口
* 采用分层架构及数据分片,支持海量连接及海量数据
* 支持多副本备份,保证数据高可用
* 基于 SOFABolt 通信框架,服务上下线秒级通知
* AP 架构,保证网络分区下的可用性

sofa-registry地址:https://github.com/sofastack/sofa-registry

从服务的注册与发现谈起

支持服务发布与服务订阅功能,依赖一致性hash算法, 其简介:参见:https://www.jianshu.com/p/e968c081f563

在解决分布式系统中负载均衡的问题时候可以使用Hash算法让固定的一部分请求落到同一台服务器上,这样每台服务器固定处理一部分请求(并维护这些请求的信息),起到负载均衡的作用。 但是普通的余数hash(hash(比如用户id)%服务器机器数)算法伸缩性很差,当新增或者下线服务器机器时候,用户id与服务器的映射关系会大量失效。一致性hash则利用hash环对其进行了改进。

核心代码参见:代码地址:[ConsistentHash.java](https://github.com/sofastack/sofa- registry/blob/master/server/consistency/src/main/java/com/alipay/sofa/registry/consistency/hash/ConsistentHash.java "ConsistentHash.java")

    private final SortedMap<Integer, T> circle = new TreeMap<>();

	/**
     * This returns the closest node for the object. If the object is the node it
     * should be an exact hit, but if it is a value traverse to find closest
     * subsequent node.
     * @param key the key 
     * @return node for
     */
    public T getNodeFor(Object key) {
        if (circle.isEmpty()) {
            return null;
        }
        int hash = hashFunction.hash(key);
        T node = circle.get(hash);

        if (node == null) {
            // inexact match -- find the next value in the circle
            SortedMap<Integer, T> tailMap = circle.tailMap(hash);
            hash = tailMap.isEmpty() ? circle.firstKey() : tailMap.firstKey();
            node = circle.get(hash);
        }
        return node;
    }

获取大于该node节点对应hash值的的hash环(tailMap方法)信息,即tailMap

  • 若tailMap不为空,则获取最近的一个node节点(firstKey() 方法)
  • 若tailMap为空,则获取hash环的第一个node节点(firstKey() 方法)
tailMap(K fromKey) 方法用于返回此映射,其键大于或等于fromKey的部分视图。
返回的映射受此映射支持,因此改变返回映射反映在此映射中,反之亦然。

虚拟节点

新的节点尝试注册进来,会调用addNode(T node)方法,同时会有虚拟节点存在

 /**
     * Add a new node to the consistent hash
     *
     * This is not thread safe.
     * @param node the node
     */
    private void addNode(T node) {
        realNodes.add(node);
        for (int i = 0; i < numberOfReplicas; i++) {
            // The string addition forces each replica to have different hash
            circle.put(hashFunction.hash(node.getNodeName() + SIGN + i), node);
        }
    }

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