一致性雜湊演算法——虛擬節點

一致性雜湊演算法是分散式系統中常用的演算法。比如，一個分散式的儲存系統，要將資料儲存到具體的節點上，如果採用普通的hash方法，將資料對映到具體的節點上，如key%N，key是資料的key，N是機器節點數，如果有一個機器加入或退出這個叢集，則所有的資料對映都無效了，如果是持久化儲存則要做資料遷移，如果是分散式快取，則其他快取就失效了。

因此，引入了一致性雜湊演算法：

把資料用hash函式（如MD5），對映到一個很大的空間裡，如圖所示。資料的儲存時，先得到一個hash值，對應到這個環中的每個位置，如k1對應到了圖中所示的位置，然後沿順時針找到一個機器節點B，將k1儲存到B這個節點中。

如果B節點宕機了，則B上的資料就會落到C節點上，如下圖所示：

這樣，只會影響C節點，對其他的節點A，D的資料不會造成影響。然而，這又會造成一個“雪崩”的情況，即C節點由於承擔了B節點的資料，所以C節點的負載會變高，C節點很容易也宕機，這樣依次下去，這樣造成整個叢集都掛了。

為此，引入了“虛擬節點”的概念：即把想象在這個環上有很多“虛擬節點”，資料的儲存是沿著環的順時針方向找一個虛擬節點，每個虛擬節點都會關聯到一個真實節點 ,如下圖所使用：

圖中的A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2都是虛擬節點，機器A負載儲存A1、A2的資料，機器B負載儲存B1、B2的資料，機器C負載儲存C1、C2的資料。由於這些虛擬節點數量很多，均勻分佈，因此不會造成“雪崩”現象。