1、技術背景

1.1、技術舉例：Memcache

1.2、技術瓶頸

memcached服務器端本身不提供分布式cache的一致性，由客戶端實現提供。以余數分布式算法為例。

余數分布式算法是根據添加進入緩存時key的hash值通過特定的算法得出余數，然後根據余數映射到關聯的緩存服務器，將該key-value數據保存到該服務器

1.2.1、假設有3臺緩存服務器以及它們對應的余數值

Node A:0，3，6，9

Node B:1，4，7

Node C:2，5，8

1.2.2、此時添加一臺服務器Node D

服務器對應的余數值發生變化，如下

Node A:0，1，2

Node B:3，4

Node C:5，6

Node C:7，8，9

根據上面的變化，發現只有余數值為0，4，5所對應的緩存服務器沒有發生改變，也就是說其它余數值對應的緩存服務器發生了改變，即緩存失效，如果大量緩存失效會嚴重影響系統的性能，也就是緩存動蕩。針對這樣大片緩存失效的技術瓶頸，於是提出了一致性hash算法。縮小失效緩存範圍。

2、一致性Hash算法

2.1、將hash值範圍看成一個0～2³²的圓。

2.2、將服務器節點的hash值映射到該圓上。

2.3、對數據進行緩存時，計算key的hash值，然後找到該值在圓上的位置，順時針進行查找，將數據保存到第一個查找到的服務器。

2.4、添加一個緩存服務器，如圖

根據hash一致算法的映射查找規則，受影響的緩存只有新服務器的hash值----新服務器逆時針的第一個服務器hash值得範圍，也就這塊區域的緩存失效，大大降低了失效範圍。

2.5、當服務器過少時，會帶來數據傾斜問題

加入只有兩臺服務器A和B，那麽hash範圍如下

Node A:0-2³¹

Node B:0-2³²

很容易造成數據堆積在節點A，於是一致性哈希算法引入了虛擬節點機制，即對每一個服務節點計算多個哈希，每個計算結果位置都放置一個此服務節點，稱為虛擬節點。具體做法可以在服務器ip或主機名的後面增加編號來實現。過程如圖

無虛擬節點

引入虛擬節點

註：圖是從其它網站下載

一致性Hash算法原理白話