Penjelasan terperinci tentang algoritma pencincangan konsisten yang dilaksanakan oleh Redis

Algoritma Hashing Konsisten digunakan secara meluas dalam cache teragih, pengimbangan beban dan senario lain, yang boleh meningkatkan prestasi dan kebolehskalaan sistem dengan berkesan. Antaranya, Redis, sebagai pangkalan data dalam memori yang popular, juga menggunakan algoritma pencincangan yang konsisten untuk mencapai pengedaran data dan pengimbangan beban. Artikel ini akan memberikan analisis terperinci tentang algoritma pencincangan yang konsisten dari perspektif pelaksanaan Redis.

1. Pengenalan kepada Algoritma Hash Konsisten

Algoritma Hash Konsisten pertama kali dicadangkan oleh David Karger dan lain-lain Ia memetakan setiap nod kepada gelang melalui algoritma kemudian dipetakan ke gelang yang sama berdasarkan nilai cincang kuncinya, dan akhirnya data diperuntukkan kepada nod yang paling hampir dengannya pada gelang. Dengan cara ini, apabila bilangan nod berubah, ia hanya akan menjejaskan pemilikan sebahagian kecil data pada cincin, tetapi bukan pemilikan data keseluruhan pengumpulan data.

Pada masa yang sama, algoritma pencincangan yang konsisten juga menyelesaikan masalah set data "hotspot" pada tahap tertentu. Oleh kerana pengedaran nilai cincang adalah seragam, pengedaran data juga seragam, yang menjadikan data pada mana-mana nod diagihkan lebih kurang sama rata, dengan itu mengelakkan situasi di mana satu nod membawa terlalu banyak data.

2. Algoritma pencincangan konsisten yang dilaksanakan oleh Redis

Sebagai pangkalan data dalam memori berprestasi tinggi, algoritma pencincangan konsisten yang dilaksanakan oleh Redis juga sangat cekap dan fleksibel . Khususnya, algoritma cincang yang konsisten yang dilaksanakan oleh Redis dibahagikan kepada langkah berikut:

(1) Cincin permulaan

Mula-mula, anda perlu menentukan cincin Hash untuk memetakan semua nod kepada berdering. Cincin ini boleh dilaksanakan menggunakan tatasusunan atau pokok. Redis biasanya menggunakan kaedah gelang cincang, menggunakan senarai terpaut tersusun untuk menyimpan semua nod Kedudukan setiap nod dalam senarai terpaut ditentukan mengikut saiz nilai cincangnya. Di samping itu, memandangkan bilangan nod pada gelang cincang biasanya agak kecil, berbilang salinan boleh digunakan untuk meningkatkan replikasi data dan toleransi kesalahan.

(2) Cincang data

Untuk sekeping data, kita perlu Cincang kuncinya dan petakannya ke kedudukan tertentu pada cincin cincang. Perlu diingatkan di sini bahawa Redis menggunakan algoritma Hash khas, yang prinsipnya serupa dengan algoritma MD5. Tujuan algoritma ini adalah untuk memastikan pengedaran nilai hash sekata sebanyak mungkin.

(3) Berikan nod kepada data

Selepas mencari kedudukan data yang sepadan pada gelang cincang, anda perlu mencari nod di mana ia berada. Proses ini boleh dilaksanakan dalam dua cara: carian mengikut arah jam dan langkau carian. Yang pertama mencari mengikut arah jam di sepanjang gelang cincang bermula dari kedudukan semasa sehingga nod pertama ditemui. Kaedah ini sangat mudah, tetapi boleh menyebabkan ketidakseimbangan beban nod. Sebaliknya, langkau carian melonjak saiz langkah tetap pada gelang untuk mencari nod Saiz langkah ini secara amnya ialah jarak nilai cincang purata nod. Walaupun kaedah ini lebih kompleks, ia boleh mengimbangi beban nod dengan lebih baik.

(4) Tambah/Buang Nod

Apabila nod ditambah/dialih keluar daripada sistem, hanya data yang bertanggungjawab untuk nod ini perlu dikira semula. Khususnya, jika anda menambah nod, anda perlu mengalihkan semua data yang bertanggungjawab ke nod baharu. Jika nod dialih keluar, semua data yang bertanggungjawab untuknya perlu diperuntukkan kepada nod lain. Dalam proses ini, replikasi berbilang salinan biasanya digunakan untuk memastikan konsistensi data dan toleransi kesalahan.

3. Ringkasan

Algoritma pencincangan yang konsisten ialah algoritma yang cekap, fleksibel dan berskala yang boleh digunakan dalam cache teragih, pengimbangan beban dan senario lain. Sebagai pangkalan data dalam memori yang popular, Redis juga menggunakan algoritma pencincangan yang konsisten untuk mencapai pengedaran data dan pengimbangan beban. Melalui analisis dan analisis algoritma pencincangan konsisten yang dilaksanakan oleh Redis, kita boleh mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentang prinsip dan butiran pelaksanaan algoritma ini.

Atas ialah kandungan terperinci Penjelasan terperinci tentang algoritma pencincangan konsisten yang dilaksanakan oleh Redis. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!