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PHP实现的一致性哈希算法完整实例

2024-05-04 23:40:25
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这篇文章主要介绍了PHP实现的一致性哈希算法,以完整实例形式分析了PHP哈希算法的相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了PHP实现的一致性哈希算法。分享给大家供大家参考,具体如下:

 

 
  1. <?php 
  2. /** 
  3. * Flexihash - A simple consistent hashing implementation for PHP. 
  4.  
  5. * The MIT License 
  6.  
  7. * Copyright (c) 2008 Paul Annesley 
  8.  
  9. * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy 
  10. * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal 
  11. * in the Software without restriction, including without limitation the rights 
  12. * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell 
  13. * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is 
  14. * furnished to do so, subject to the following conditions: 
  15.  
  16. * The above copyright notice and this permission notice shall be included in 
  17. * all copies or substantial portions of the Software. 
  18.  
  19. * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR 
  20. * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, 
  21. * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE 
  22. * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER 
  23. * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, 
  24. * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN 
  25. * THE SOFTWARE. 
  26.  
  27. * @author Paul Annesley 
  28. * @link http://paul.annesley.cc/ 
  29. * @copyright Paul Annesley, 2008 
  30. * @comment by MyZ (http://blog.csdn.net/mayongzhan) 
  31. */ 
  32. /** 
  33. * A simple consistent hashing implementation with pluggable hash algorithms. 
  34. * 
  35. * @author Paul Annesley 
  36. * @package Flexihash 
  37. * @licence http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php 
  38. */ 
  39. class Flexihash 
  40. /** 
  41. * The number of positions to hash each target to. 
  42. * 
  43. * @var int 
  44. * @comment 虚拟节点数,解决节点分布不均的问题 
  45. */ 
  46. private $_replicas = 64; 
  47. /** 
  48. * The hash algorithm, encapsulated in a Flexihash_Hasher implementation. 
  49. * @var object Flexihash_Hasher 
  50. * @comment 使用的hash方法 : md5,crc32 
  51. */ 
  52. private $_hasher; 
  53. /** 
  54. * Internal counter for current number of targets. 
  55. * @var int 
  56. * @comment 节点记数器 
  57. */ 
  58. private $_targetCount = 0; 
  59. /** 
  60. * Internal map of positions (hash outputs) to targets 
  61. * @var array { position => target, ... } 
  62. * @comment 位置对应节点,用于lookup中根据位置确定要访问的节点 
  63. */ 
  64. private $_positionToTarget = array(); 
  65. /** 
  66. * Internal map of targets to lists of positions that target is hashed to. 
  67. * @var array { target => [ position, position, ... ], ... } 
  68. * @comment 节点对应位置,用于删除节点 
  69. */ 
  70. private $_targetToPositions = array(); 
  71. /** 
  72. * Whether the internal map of positions to targets is already sorted. 
  73. * @var boolean 
  74. * @comment 是否已排序 
  75. */ 
  76. private $_positionToTargetSorted = false
  77. /** 
  78. * Constructor 
  79. * @param object $hasher Flexihash_Hasher 
  80. * @param int $replicas Amount of positions to hash each target to. 
  81. * @comment 构造函数,确定要使用的hash方法和需拟节点数,虚拟节点数越多,分布越均匀,但程序的分布式运算越慢 
  82. */ 
  83. public function __construct(Flexihash_Hasher $hasher = null, $replicas = null
  84. $this->_hasher = $hasher ? $hasher : new Flexihash_Crc32Hasher(); 
  85. if (!empty($replicas)) $this->_replicas = $replicas; 
  86. /** 
  87. * Add a target. 
  88. * @param string $target 
  89. * @chainable 
  90. * @comment 添加节点,根据虚拟节点数,将节点分布到多个虚拟位置上 
  91. */ 
  92. public function addTarget($target) 
  93. if (isset($this->_targetToPositions[$target])) 
  94. throw new Flexihash_Exception("Target '$target' already exists."); 
  95. $this->_targetToPositions[$target] = array(); 
  96. // hash the target into multiple positions 
  97. for ($i = 0; $i < $this->_replicas; $i++) 
  98. $position = $this->_hasher->hash($target . $i); 
  99. $this->_positionToTarget[$position] = $target; // lookup 
  100. $this->_targetToPositions[$target] []= $position; // target removal 
  101. $this->_positionToTargetSorted = false
  102. $this->_targetCount++; 
  103. return $this
  104. /** 
  105. * Add a list of targets. 
  106. * @param array $targets 
  107. * @chainable 
  108. */ 
  109. public function addTargets($targets) 
  110. foreach ($targets as $target) 
  111. $this->addTarget($target); 
  112. return $this
  113. /** 
  114. * Remove a target. 
  115. * @param string $target 
  116. * @chainable 
  117. */ 
  118. public function removeTarget($target) 
  119. if (!isset($this->_targetToPositions[$target])) 
  120. throw new Flexihash_Exception("Target '$target' does not exist."); 
  121. foreach ($this->_targetToPositions[$target] as $position) 
  122. unset($this->_positionToTarget[$position]); 
  123. unset($this->_targetToPositions[$target]); 
  124. $this->_targetCount--; 
  125. return $this
  126. /** 
  127. * A list of all potential targets 
  128. * @return array 
  129. */ 
  130. public function getAllTargets() 
  131. return array_keys($this->_targetToPositions); 
  132. /** 
  133. * Looks up the target for the given resource. 
  134. * @param string $resource 
  135. * @return string 
  136. */ 
  137. public function lookup($resource) 
  138. $targets = $this->lookupList($resource, 1); 
  139. if (empty($targets)) throw new Flexihash_Exception('No targets exist'); 
  140. return $targets[0]; 
  141. /** 
  142. * Get a list of targets for the resource, in order of precedence. 
  143. * Up to $requestedCount targets are returned, less if there are fewer in total. 
  144. * 
  145. * @param string $resource 
  146. * @param int $requestedCount The length of the list to return 
  147. * @return array List of targets 
  148. * @comment 查找当前的资源对应的节点, 
  149. * 节点为空则返回空,节点只有一个则返回该节点, 
  150. * 对当前资源进行hash,对所有的位置进行排序,在有序的位置列上寻找当前资源的位置 
  151. * 当全部没有找到的时候,将资源的位置确定为有序位置的第一个(形成一个环) 
  152. * 返回所找到的节点 
  153. */ 
  154. public function lookupList($resource, $requestedCount) 
  155. if (!$requestedCount) 
  156. throw new Flexihash_Exception('Invalid count requested'); 
  157. // handle no targets 
  158. if (empty($this->_positionToTarget)) 
  159. return array(); 
  160. // optimize single target 
  161. if ($this->_targetCount == 1) 
  162. return array_unique(array_values($this->_positionToTarget)); 
  163. // hash resource to a position 
  164. $resourcePosition = $this->_hasher->hash($resource); 
  165. $results = array(); 
  166. $collect = false
  167. $this->_sortPositionTargets(); 
  168. // search values above the resourcePosition 
  169. foreach ($this->_positionToTarget as $key => $value) 
  170. // start collecting targets after passing resource position 
  171. if (!$collect && $key > $resourcePosition) 
  172. $collect = true
  173. // only collect the first instance of any target 
  174. if ($collect && !in_array($value, $results)) 
  175. $results []= $value; 
  176. // return when enough results, or list exhausted 
  177. if (count($results) == $requestedCount || count($results) == $this->_targetCount) 
  178. return $results; 
  179. // loop to start - search values below the resourcePosition 
  180. foreach ($this->_positionToTarget as $key => $value) 
  181. if (!in_array($value, $results)) 
  182. $results []= $value; 
  183. // return when enough results, or list exhausted 
  184. if (count($results) == $requestedCount || count($results) == $this->_targetCount) 
  185. return $results; 
  186. // return results after iterating through both "parts" 
  187. return $results; 
  188. public function __toString() 
  189. return sprintf( 
  190. '%s{targets:[%s]}'
  191. get_class($this), 
  192. implode(',', $this->getAllTargets()) 
  193. ); 
  194. // ---------------------------------------- 
  195. // private methods 
  196. /** 
  197. * Sorts the internal mapping (positions to targets) by position 
  198. */ 
  199. private function _sortPositionTargets() 
  200. // sort by key (position) if not already 
  201. if (!$this->_positionToTargetSorted) 
  202. ksort($this->_positionToTarget, SORT_REGULAR); 
  203. $this->_positionToTargetSorted = true
  204. /** 
  205. * Hashes given values into a sortable fixed size address space. 
  206. * 
  207. * @author Paul Annesley 
  208. * @package Flexihash 
  209. * @licence http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php 
  210. */ 
  211. interface Flexihash_Hasher 
  212. /** 
  213. * Hashes the given string into a 32bit address space. 
  214. * 
  215. * Note that the output may be more than 32bits of raw data, for example 
  216. * hexidecimal characters representing a 32bit value. 
  217. * 
  218. * The data must have 0xFFFFFFFF possible values, and be sortable by 
  219. * PHP sort functions using SORT_REGULAR. 
  220. * 
  221. * @param string 
  222. * @return mixed A sortable format with 0xFFFFFFFF possible values 
  223. */ 
  224. public function hash($string); 
  225. /** 
  226. * Uses CRC32 to hash a value into a signed 32bit int address space. 
  227. * Under 32bit PHP this (safely) overflows into negatives ints. 
  228. * 
  229. * @author Paul Annesley 
  230. * @package Flexihash 
  231. * @licence http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php 
  232. */ 
  233. class Flexihash_Crc32Hasher 
  234. implements Flexihash_Hasher 
  235. /* (non-phpdoc) 
  236. * @see Flexihash_Hasher::hash() 
  237. */ 
  238. public function hash($string) 
  239. return crc32($string); 
  240. /** 
  241. * Uses CRC32 to hash a value into a 32bit binary string data address space. 
  242. * 
  243. * @author Paul Annesley 
  244. * @package Flexihash 
  245. * @licence http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php 
  246. */ 
  247. class Flexihash_Md5Hasher 
  248. implements Flexihash_Hasher 
  249. /* (non-phpdoc) 
  250. * @see Flexihash_Hasher::hash() 
  251. */ 
  252. public function hash($string) 
  253. return substr(md5($string), 0, 8); // 8 hexits = 32bit 
  254. // 4 bytes of binary md5 data could also be used, but 
  255. // performance seems to be the same. 
  256. /** 
  257. * An exception thrown by Flexihash. 
  258. * 
  259. * @author Paul Annesley 
  260. * @package Flexihash 
  261. * @licence http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php 
  262. */ 
  263. class Flexihash_Exception extends Exception 

希望本文所述对大家PHP程序设计有所帮助。


注:相关教程知识阅读请移步到PHP教程频道。
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