【哈希槽算法】概念、对比、优点、举例理解_Redis07

1、hash槽是什么？

• 首先说明，普通hash、一致性hash（圆环hash）、哈希槽算法，他们是不一样的。
  • 1.普通hash取模法：是对服务器的数量进行取模。
  • 2.一致性Hash算法：是对2^32取模，一致性Hash算法将整个哈希值空间组织成一个虚拟的圆环，将各个服务器进行hash处理得到一个哈希，每台机器就能确定其在哈希环上的位置。
  • 3.哈希槽算法：Redis Cluser采用虚拟槽分区，所有的键根据哈希函数映射到0~16383个整数槽内。
    • 哈希槽计算公式：slot=CRC16（key）& 16384。集群中的每个键都属于这16384个哈希槽中的一个。

2、普通哈希算法和hash槽算法对比：

• 1）当业务量突然增加，现有服务器不够用。增加服务器节点后，如果通过常用的hash取模算法：

  • 增加服务器节点后：普通hash取模，hash(key)%(N+1) 做数据分片和分发时，由于节点数量发生变化，导致之前的key 会被分发到其他的服务器上，导致大量的数据失效，需要重新写（set）Redis 服务器。
  • 某个服务器挂了：如果不做及时的修复，大量被分发到此服务器请求都会失效。

• 2）Redis Cluster在设计中没有使用一致性哈希，而是使用数据分片引入哈希槽（hash slot）来实现（好处）：

  • 1.控制节点请求负载：按照槽来进行分片，通过为每个节点指派不同数量的槽，可以控制不同节点负载的数据量和请求数。
  • 2.尽量保证不丢失数据：可以保证最大程度的不丢失数据因为没有做数据迁移。
  • 3.易增删节点：方便添加或者删除节点。
  • 4.数据均匀：由于采用高质量的哈希算法，每个槽所映射的数据通常比较均匀。

• 3）举例：假如当前集群有3个节点，槽默认是平均分的：

  • 节点 A （6381）包含 0 到 5499号哈希槽。
  • 节点 B （6382）包含5500 到 10999 号哈希槽。
  • 节点 C （6383）包含11000 到 16383号哈希槽。
  • 这种结构很方便添加或者删除节点，比如如果我想新添加个节点D，，我需要从节点 A、B、C中得部分槽到D上。
  • 如果我像移除节点A，需要将A中得槽移到B和C节点上，然后将没有任何槽的A节点从集群中移除即可。
  • 由于哈希槽从一个节点将移动到另一个节点并不会停止服务，所以无论添加删除或者改变某个节点的哈希槽的数量，都不会造成集群不可用的状态。