一致性哈希算法簡單分析及php實現

網上已有多篇很詳細的概念，這裏不做贅述，簡要說下自己關於一致性哈希算法的想法：

1.平凡hash算法

首先是hash算法，這裏之前在學校習慣的取模算法並不可取。原因在於當整個hash空間的節點增加或者刪除時，會導致所有節點的hash重新計算，導致了不單調。我在代碼中選取了DJBX33A算法，該算法是對字符串而言目前已知的最好哈希算法。

2.hash空間

這裏舉一個簡單的hash空間爲例說明：該hash空間是個環形hash，避免單調性的問題，其次可以保證每一個輸入進來的object在有target的存在下都會找到最靠近其的target.

3.映射

在該算法中需要操作的一個是object,一個是node，object是需要輸入保存的信息，而node是緩存計算機節點。均通過hash函數來計算其hash值，並存於hash空間中。

4.節點的增刪

         毫無疑問，在hash算法中會面臨緩存計算機down掉或者新加入一臺緩存計算機，所以節點的增刪對hash空間的影響應儘可能的小。

圖中，node4節點被移除，則原本存於其的obj3進而找到距離其順指針方向最近的node1，從而存在了node1中。

而在該圖中，新加入了一個node5節點，則原本歸屬於node1的obj4歸併到node5中。

5.虛擬節點

         虛擬節點的作用在於，當down掉過多的相鄰計算機，而增加了某個或某幾個節點的負擔時，可以通過虛擬節點來平衡其負載。原理是，將每一臺服務器計算機當做一個虛擬計算機羣。將原來的一個節點例如node1，分爲node1.1， node1.2， node1.3並加入到原hash空間中。使得每一臺計算機負載儘可能平衡。

6.冗餘

         在參考別人實現的時候發現冗餘是將其歸屬的node之後幾個節點均儲存其object信息。覺得合理。

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: Jason  D
 * Date: 2016/4/15
 * Time: 13:39
 */
functionssHash($str) {
    $hash = 0;
    $s   =md5($str);
    $seed = 5;
    $len = 32;
    for ($i = 0; $i < $len; $i++) {
        $hash = ($hash << $seed) + $hash + ord($s{$i});
    }

    return $hash & 0x7FFFFFFF;
}
class Flexihash
{
    private $_replicas = 1;

    private $_targetCount = 0;

    private $_positionToTarget = array();

    private $_targetToPositions = array();

    public $_sourceToPositions = array();

    private $_targetsource = array();

    private $_isSorted = false;

    public function setReplicas($replicas)
    {
        $this->_replicas = $replicas;
    }
    public function addsource($source)
    {
        $hash = ssHash($source);
        if(!isset($this->_sourceToPositions[$hash]))
            $this->_sourceToPositions[$hash] = $source;
        return $this;
    }

    public function removeSource($source)
    {
        $hash = ssHash($source);
        if(isset($this->_sourceToPositions[$hash]))
            unset($this->_sourceToPositions[$hash]);
        $target = $this->find($source);
        for($i = 0; $i < cout($this->_targetsource); $i++)
        {
            if($this->_targetsource[$i] == $source)
                unset($this->_targetsource[$i]);
        }
    }
    public function addTarget($target)
    {
        if(isset($this->_targetToPositions[$target]))
        {
           echo"this Target alreadyexists.";
        }

        $this->_targetToPositions[$target] = array();
        for($i = 0; $i < $this->_replicas; $i++)
        {
            $position = ssHash($target . $i);
            $this->_positionToTarget[$position] = $target;
            $this->_targetToPositions[$target][] = $position;
        }

        $this->_isSorted = false;
        $this->_targetCount ++;
        return $this;
    }

    public function addTargets($targets)
    {
        foreach($targets as $target)
        {
            addTarget($target);
        }
        return $this;
    }

    public function removeTarget($target)
    {
        if(!isset($this->_targetToPositions[$target]))
        {
            echo "this Target does notexist.";
        }
        foreach($this->_targetToPositions[$target] as $position)
        {
            unset($this->_positionToTarget[$position]);
        }

        unset($this->_targetToPositions[$target]);
        $this->_targetCount--;
        return $this;
    }

    public function getAllTargets()
    {
        return array_keys($this->_targetToPositions);
    }

    public function lookup($resource)
    {
        $targets = $this->lookupList($resource, 1);
        if(empty($targets))
            echo "No targets exist";
        return $targets[0];
    }

    public function find()
    {
        foreach($this->_sourceToPositions as $key => $value)
        {
            $target = lookup($value);
            if(empty($target))
                echo "no targetexist";
            $this->_targetsource[$target] = array();
            $_targetsource[$target][] = $value;
        }
        return $target;
    }

    public function lookupList($resource, $requestedCount)
    {
        if(!$requestedCount)
            echo "Invalid count requested";

        if(empty($this->_positionToTarget))
            return array();

        if($this->_targetCount == 1)
            return array_unique(array_values($this->_positionToTarget));

        $resourcePosition = ssHash($resource);

        $results = array();
        $collect = false;

        $this->_sortPositionTargets();

        foreach($this->_positionToTarget as $key => $value)
        {
            if(!$collect && $key > $resourcePosition)
            {
                $collect = true;
            }
            if($collect && !in_array($value, $results))
            {
                $results [] = $value;
            }

            if(count($results) == $requestedCount || count($results) == $this->_targetCount)
            {
                return $results;
            }
        }
        return $results;
    }

    private function _sortPositionTargets()
    {
        if(!$this->_isSorted)
        {
            ksort($this->_positionToTarget, SORT_REGULAR);
            $this->_isSorted = true;
        }
    }
}