对一致性Hash算法,Java代码实现的深入研究(2)

所以,总的时间复杂度就是O(N)。其实算法还能更改进一些:给一个位置变量X,如果新的差值比原差值小,X替换为新的位置,否则X不变。这样遍历就减少了一轮,不过经过改进后的算法时间复杂度仍为O(N)。

总而言之,这个解决方案和解决方案一相比,总体来看,似乎更好了一些。

3、解决方案三:二叉查找树

抛开List这种数据结构,另一种数据结构则是使用二叉查找树。对于树不是很清楚的朋友可以简单看一下这篇文章树形结构

当然我们不能简单地使用二叉查找树,因为可能出现不平衡的情况。平衡二叉查找树有AVL树、红黑树等,这里使用红黑树,选用红黑树的原因有两点:

1、红黑树主要的作用是用于存储有序的数据,这其实和第一种解决方案的思路又不谋而合了,但是它的效率非常高

2、JDK里面提供了红黑树的代码实现TreeMap和TreeSet

另外,以TreeMap为例,TreeMap本身提供了一个tailMap(K fromKey)方法,支持从红黑树中查找比fromKey大的值的集合,但并不需要遍历整个数据结构。

使用红黑树,可以使得查找的时间复杂度降低为O(logN),比上面两种解决方案,效率大大提升。

为了验证这个说法,我做了一次测试,从大量数据中查找第一个大于其中间值的那个数据,比如10000数据就找第一个大于5000的数据(模拟平均的情况)。看一下O(N)时间复杂度和O(logN)时间复杂度运行效率的对比:

    50000   100000   500000   1000000   4000000  
ArrayList   1ms   1ms   4ms   4ms   5ms  
LinkedList   4ms   7ms   11ms   13ms   17ms  
TreeMap   0ms   0ms   0ms   0ms   0ms  

因为再大就内存溢出了,所以只测试到4000000数据。可以看到,数据查找的效率,TreeMap是完胜的,其实再增大数据测试也是一样的,红黑树的数据结构决定了任何一个大于N的最小数据,它都只需要几次至几十次查找就可以查到。

当然,明确一点,有利必有弊,根据我另外一次测试得到的结论是,为了维护红黑树,数据插入效率TreeMap在三种数据结构里面是最差的,且插入要慢上5~10倍

Hash值重新计算

服务器节点我们肯定用字符串来表示,比如"192.168.1.1"、"192.168.1.2",根据字符串得到其Hash值,那么另外一个重要的问题就是Hash值要重新计算,这个问题是我在测试String的hashCode()方法的时候发现的,不妨来看一下为什么要重新计算Hash值:

/** * String的hashCode()方法运算结果查看 * @author 五月的仓颉 * */ public class StringHashCodeTest { public static void main(String[] args) { System.out.println("192.168.0.0:111的哈希值:" + "192.168.0.0:1111".hashCode()); System.out.println("192.168.0.1:111的哈希值:" + "192.168.0.1:1111".hashCode()); System.out.println("192.168.0.2:111的哈希值:" + "192.168.0.2:1111".hashCode()); System.out.println("192.168.0.3:111的哈希值:" + "192.168.0.3:1111".hashCode()); System.out.println("192.168.0.4:111的哈希值:" + "192.168.0.4:1111".hashCode()); } }

我们在做集群的时候,集群点的IP以这种连续的形式存在是很正常的。看一下运行结果为:

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