Golang实现的Doublejump - 改进版Google跳转一致性哈希算法
Golang实现的Doublejump - 改进版Google跳转一致性哈希算法
概述
doublejump 是 Google 跳转一致性哈希算法的改进版本。它克服了原始实现无法移除节点的缺点。
基准测试
BenchmarkDoubleJumpWithoutLock/10-nodes 50000000 27.6 ns/op
BenchmarkDoubleJumpWithoutLock/100-nodes 30000000 42.7 ns/op
BenchmarkDoubleJumpWithoutLock/1000-nodes 30000000 54.1 ns/op
BenchmarkDoubleJump/10-nodes 20000000 72.9 ns/op
BenchmarkDoubleJump/100-nodes 20000000 86.1 ns/op
BenchmarkDoubleJump/1000-nodes 20000000 97.9 ns/op
BenchmarkStathatConsistent/10-nodes 5000000 301 ns/op
BenchmarkStathatConsistent/100-nodes 5000000 334 ns/op
BenchmarkStathatConsistent/1000-nodes 3000000 444 ns/op
BenchmarkSerialxHashring/10-nodes 5000000 280 ns/op
BenchmarkSerialxHashring/100-nodes 5000000 340 ns/op
BenchmarkSerialxHashring/1000-nodes 3000000 427 ns/op
示例
h := NewHash()
for i := 0; i < 10; i++ {
h.Add(fmt.Sprintf("node%d", i))
}
fmt.Println(h.Len())
fmt.Println(h.LooseLen())
fmt.Println(h.Get(1000))
fmt.Println(h.Get(2000))
fmt.Println(h.Get(3000))
h.Remove("node3")
fmt.Println(h.Len())
fmt.Println(h.LooseLen())
fmt.Println(h.Get(1000))
fmt.Println(h.Get(2000))
fmt.Println(h.Get(3000))
// 输出:
// 10
// 10
// node9
// node2
// node3
// 9
// 10
// node9
// node2
// node0
更多关于Golang实现的Doublejump - 改进版Google跳转一致性哈希算法的实战教程也可以访问 https://www.itying.com/category-94-b0.html
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Doublejump是一个优秀的改进版一致性哈希实现,它确实解决了Google原始跳转哈希算法无法动态移除节点的问题。从你提供的基准测试数据来看,doublejump在性能上明显优于其他一致性哈希实现。
让我通过代码示例来展示doublejump的核心用法和实现细节:
package main
import (
"fmt"
"github.com/edwingeng/doublejump"
)
func main() {
// 创建哈希环
h := doublejump.NewHash()
// 添加节点
nodes := []string{"node0", "node1", "node2", "node3", "node4", "node5"}
for _, node := range nodes {
h.Add(node)
}
// 测试数据分布
testKeys := []uint64{1000, 2000, 3000, 4000, 5000}
fmt.Println("初始节点分布:")
for _, key := range testKeys {
node := h.Get(key)
fmt.Printf("Key %d -> %s\n", key, node)
}
// 移除节点并观察重新分布
fmt.Println("\n移除node2后的分布:")
h.Remove("node2")
for _, key := range testKeys {
node := h.Get(key)
fmt.Printf("Key %d -> %s\n", key, node)
}
// 获取哈希环统计信息
fmt.Printf("\n当前节点数: %d\n", h.Len())
fmt.Printf("松散节点数: %d\n", h.LooseLen())
}
doublejump的核心优势在于其高效的节点查找算法。以下是其内部工作原理的简化示例:
// 简化版doublejump算法原理
type Hash struct {
nodes []string
}
func (h *Hash) Get(key uint64) string {
if len(h.nodes) == 0 {
return ""
}
// 使用跳转哈希算法选择节点
b := int64(-1)
j := int64(0)
for j < int64(len(h.nodes)) {
b = j
key = key*2862933555777941757 + 1
j = int64(float64(b+1) * (float64(1<<31) / float64((key>>33)+1)))
}
return h.nodes[b]
}
// 实际使用中建议使用官方库,这里只是算法原理展示
对于需要高并发访问的场景,doublejump提供了线程安全的版本:
package main
import (
"fmt"
"sync"
"github.com/edwingeng/doublejump"
)
func concurrentAccess() {
h := doublejump.NewHash()
// 初始化节点
for i := 0; i < 8; i++ {
h.Add(fmt.Sprintf("shard-%d", i))
}
var wg sync.WaitGroup
// 模拟并发访问
for i := 0; i < 100; i++ {
wg.Add(1)
go func(workerID int) {
defer wg.Done()
for j := 0; j < 1000; j++ {
key := uint64(workerID*1000 + j)
node := h.Get(key)
_ = node // 实际使用中会处理这个节点
}
}(i)
}
wg.Wait()
}
从基准测试结果可以看出,doublejump的无锁版本性能最佳(27.6-54.1 ns/op),即使线程安全版本也只需72.9-97.9 ns/op,远低于其他实现。这使得它特别适合需要高性能分布式路由的场景,如数据库分片、缓存集群负载均衡等。
doublejump通过改进的哈希算法在保持跳转哈希优秀分布特性的同时,提供了完整的动态节点管理能力,是一个生产级的一致性哈希解决方案。

