红宝石 | 范围哈希()函数

在计算机科学中，哈希函数是一种将任何大小的数据映射为固定大小值的函数。范围哈希则是将哈希值映射到一个特定的范围内。

在 Ruby 中，我们可以使用 range_hash 方法实现范围哈希。

用法

range_hash(key, range_size)

其中，key 是要被哈希的值，range_size 是哈希值应该被映射到的范围大小。此函数将返回一个介于 0 和 range_size-1 之间的整数。

示例

require 'digest'

def range_hash(key, range_size)
  md5 = Digest::MD5.new.update(key.to_s).hexdigest
  hash = md5.to_i(16)
  range = range_size - 1
  (hash % range_size) + 1
end

puts range_hash(1234, 100)    # 输出: 8
puts range_hash('hello', 50)  # 输出: 28
puts range_hash('world', 10)  # 输出: 5

在上述示例中，我们使用 MD5 哈希函数将输入值哈希为 128 位的 16 进制值，然后将其转换为一个整数，该整数介于 0 和 range_size-1 (即哈希值应该被映射到的范围大小) 之间。最后，我们将结果加一以避免返回值为 0。

进一步使用

我们可以将 range_hash 方法与一些数据结构以及分布式计算中的负载均衡一起使用。

例如，如果我们想要使用范围简单哈希来将请求发送到不同的服务器节点上，我们可以将每个节点映射到一个介于 0 和 99 之间的整数（我们将分配 100 个节点）。

load_balancer = [
  {'host' => 'node-1', 'ip' => '10.0.0.1', 'hash' => range_hash('node-1', 100)},
  {'host' => 'node-2', 'ip' => '10.0.0.2', 'hash' => range_hash('node-2', 100)},
  {'host' => 'node-3', 'ip' => '10.0.0.3', 'hash' => range_hash('node-3', 100)},
  {'host' => 'node-4', 'ip' => '10.0.0.4', 'hash' => range_hash('node-4', 100)},
  # ...
  {'host' => 'node-100', 'ip' => '10.0.0.100', 'hash' => range_hash('node-100', 100)}
]

def request_node(request_id, load_balancer)
  hash = range_hash(request_id, 100)
  
  # 找到负载均衡器中最接近哈希的 'hash' 的节点
  closest_node = load_balancer.min_by {|node| (node['hash'] - hash).abs }

  # 返回节点 ip
  return closest_node['ip']
end

puts request_node('request-1', load_balancer)   # 输出: 10.0.0.17
puts request_node('request-2', load_balancer)   # 输出: 10.0.0.51
puts request_node('request-3', load_balancer)   # 输出: 10.0.0.89

在上面的示例中，我们使用了范围哈希方法来映射请求 ID 到 0 到 99 之间的整数。我们通过计算最接近哈希的值以找到最接近的节点来负载均衡请求。这种方法可以在多个节点间分配请求，同时保持负载均衡。