一致性hash

场景：

    一个分布式的存储系统（N台服务器），需要将数据存储到某个节点上，如果采用普通的hash算法，通过取模运算将数据映射到具体的节点上，那么当有节点故障或者新节点加入集群时，之前所有的数据映射都将失效。对应于持久化存储就需要做数据迁移，对于分布式缓存系统，那么保存的缓存数据都将失效。
    为了解决上述问题，引入了一致性hash算法。

原理：

    把数据使用hash函数，映射到一个空间中（0~2^32-1)。当数据存储时，得到一个hash值，对应到这个环的相应位置，存储节点也计算hash值，分散到这个环中。如图：object1对应到图中的key1位置。

    然后，沿着顺时针方向找到最近的节点，将数据保存到该节点上，如图：

    如果node2发生故障，则只会影响node1和node2之间的数据重新分配，如下图：之前保存在node2上的object2和object3的将重新分配到node3上。

    后期扩展加入新的节点，影响也不是全范围的，如图：在node1和node2中加入新节点node3，只会导致node1和node4之间的数据重新分配到node4上，其余的不受影响。

    但是我们发现，在实际的生产环境中，如果其中一个节点NodeA挂了，恰好NodeA上承担的数据比较多，那么NodeA承担的数据将会分配到下一个节点NodeB上，导致NodeB因为负载突然变高，最终也导致NodeB宕机，这样依次下去，就导致整个集群都挂了，这就是俗称的“雪崩”效应。

    为了解决上述问题，又引入了“虚拟节点”的概念。

虚拟节点:

    正如上所述，hash算法并不是保证绝对的平衡，尤其当node比较少的情况下，对象并不能均匀的映射到node上，在上图中，object2和object3就都保存到了node2上。为了解决这一问题，引入虚拟节点。它是实际节点在hash空间的复制品，一个实际节点对应了若干了虚拟节点。下图是一个比较理想的分散图：

    nodeA1和nodeA2是nodeA的虚拟节点，依次类推，如果虚拟节点能够均匀分散，那么这个集群的数据就回分散均匀。实际生产环境中，虚拟节点在hash环上的分布是按照实际节点的ip加上数字的后缀，例如nodeA的ip为：192.168.0.100，引入3个虚拟节点，那么：

    hash("192.168.0.100#1") //nodeA1

    hash("192.168.0.100#2") //nodeA2

    hash("192.168.0.100#3") //nodeA3