單向散列函數(shù)(one-wayfunction)有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出,其中輸入稱為消息(message),輸出稱為散列值 (hashvalue)。單向散列函數(shù)可以根據(jù)消息的內(nèi)容計(jì)算出散列值,而散列值就可以被用來(lái)檢查消息的完整性。
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這里的消息不一定是人類能夠讀懂的文字,也可以是圖像文件或者聲音文件。單向散列函數(shù)不需要知道消息實(shí)
際代表的含義。無(wú)論任何消息,單向散列函數(shù)都會(huì)將它作為單純的比特序列來(lái)處理,即根據(jù)比特序列計(jì)算出散
列值。
散列值的長(zhǎng)度和消息的長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。無(wú)論消息是1比特,還是100MB,甚至是IOOGB,單向散列函數(shù)都會(huì)計(jì)算出固 定長(zhǎng)度的散列值。以SHA-I單向散列函數(shù)為例,它所計(jì)算出的散列值的長(zhǎng)度永遠(yuǎn)是160比特(20字節(jié))。
單向散列函數(shù)的相關(guān)術(shù)語(yǔ)有很多變體,不同參考資料中所使用的術(shù)語(yǔ)也不同,下面我們就介紹其中的兒個(gè)。 單向散列函數(shù)也稱為 消息摘要函數(shù)(message digest function) 、 哈希函數(shù) 或者 雜湊函數(shù) 。 輸入單向散列函數(shù)的消息也稱為 原像 (pre-image) 。
單向散列函數(shù)輸出的散列值也稱為 消息摘要 (message digest)或者 指紋 (fingerprint)。 完整性 也稱為一致性。
MD4是由Rivest于1990年設(shè)計(jì)的單向散列函數(shù),能夠產(chǎn)生128比特的散列值(RFC1186,修訂版RFC1320)。不 過(guò),隨著Dobbertin提出尋找MD4散列碰撞的方法,因此現(xiàn)在它已經(jīng)不安全了。
MD5是由Rwest于1991年設(shè)計(jì)的單項(xiàng)散列函數(shù),能夠產(chǎn)生128比特的散列值(RFC1321)。
MD5的強(qiáng)抗碰撞性已經(jīng)被攻破,也就是說(shuō),現(xiàn)在已經(jīng)能夠產(chǎn)生具備相同散列值的兩條不同的消息,因此它也已
經(jīng)不安全了。
MD4和MD5中的MD是消息摘要(Message Digest)的縮寫。
SHA-1是由NIST(NationalInstituteOfStandardsandTechnology,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所)設(shè)計(jì)的一種能夠產(chǎn)生 160比特的散列值的單向散列函數(shù)。1993年被作為美國(guó)聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格(FIPS PUB 180)發(fā)布的是 SHA,1995年發(fā)布的修訂版FIPS PUB 180-1稱為SHA-1。
SHA-1的消息長(zhǎng)度存在上限,但這個(gè)值接近于2^64比特,是個(gè)非常巨大的數(shù)值,因此在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有問(wèn)題。
SHA-256、SHA-384和SHA-512都是由NIST設(shè)計(jì)的單向散列函數(shù),它們的散列值長(zhǎng)度分別為256比特、384比特和
512比特。這些單向散列函數(shù)合起來(lái)統(tǒng)稱SHA-2,它們的消息長(zhǎng)度也存在上限(SHA-256的上限接近于 2^64 比特,
SHA-384 和 SHA-512的上限接近于 2^128 比特)。這些單向散列函數(shù)是于2002年和 SHA-1 一起作為 FIPS PUB 180-2 發(fā)布的 SHA-1 的強(qiáng)抗碰撞性已于2005年被攻破, 也就是說(shuō),現(xiàn)在已經(jīng)能夠產(chǎn)生具備相同散列值的兩條不同的消 息。不過(guò),SHA-2還尚未被攻破。
由于go語(yǔ)言是一個(gè)強(qiáng)類型的語(yǔ)言,因此hashmap也是有類型的,具體體現(xiàn)在key和value都必須指定類型,比如聲明一個(gè)key為string,value也是string的map,
需要這樣做
大部分類型都能做key,某些類型是不能的,共同的特點(diǎn)是: 不能使用== 來(lái)比較,包括: slice, map, function
在迭代的過(guò)程中是可以對(duì)map進(jìn)行刪除和更新操作的,規(guī)則如下:
golang的map是hash結(jié)構(gòu)的,意味著平均訪問(wèn)時(shí)間是O(1)的。同傳統(tǒng)的hashmap一樣,由一個(gè)個(gè)bucket組成:
那我們?cè)趺丛L問(wèn)到對(duì)應(yīng)的bucket呢,我們需要得到對(duì)應(yīng)key的hash值
各個(gè)參數(shù)的意思:
目前采用的是這一行:
| 6.50 | 20.90 | 10.79 | 4.25 | 6.50 |
map 是Go語(yǔ)言中基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在日常的使用中經(jīng)常被用到。但是它底層是如何實(shí)現(xiàn)的呢?
總體來(lái)說(shuō)golang的map是hashmap,是使用數(shù)組+鏈表的形式實(shí)現(xiàn)的,使用拉鏈法消除hash沖突。
golang的map由兩種重要的結(jié)構(gòu),hmap和bmap(下文中都有解釋),主要就是hmap中包含一個(gè)指向bmap數(shù)組的指針,key經(jīng)過(guò)hash函數(shù)之后得到一個(gè)數(shù),這個(gè)數(shù)低位用于選擇bmap(當(dāng)作bmap數(shù)組指針的下表),高位用于放在bmap的[8]uint8數(shù)組中,用于快速試錯(cuò)。然后一個(gè)bmap可以指向下一個(gè)bmap(拉鏈)。
Golang中map的底層實(shí)現(xiàn)是一個(gè)散列表,因此實(shí)現(xiàn)map的過(guò)程實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)散表的過(guò)程。在這個(gè)散列表中,主要出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)體有兩個(gè),一個(gè)叫 hmap (a header for a go map),一個(gè)叫 bmap (a bucket for a Go map,通常叫其bucket)。這兩種結(jié)構(gòu)的樣子分別如下所示:
hmap :
圖中有很多字段,但是便于理解map的架構(gòu),你只需要關(guān)心的只有一個(gè),就是標(biāo)紅的字段: buckets數(shù)組 。Golang的map中用于存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)是bucket數(shù)組。而bucket(即bmap)的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢?
bucket :
相比于hmap,bucket的結(jié)構(gòu)顯得簡(jiǎn)單一些,標(biāo)紅的字段依然是“核心”,我們使用的map中的key和value就存儲(chǔ)在這里。“高位哈希值”數(shù)組記錄的是當(dāng)前bucket中key相關(guān)的“索引”,稍后會(huì)詳細(xì)敘述。還有一個(gè)字段是一個(gè)指向擴(kuò)容后的bucket的指針,使得bucket會(huì)形成一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)。例如下圖:
由此看出hmap和bucket的關(guān)系是這樣的:
而bucket又是一個(gè)鏈表,所以,整體的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的:
哈希表的特點(diǎn)是會(huì)有一個(gè)哈希函數(shù),對(duì)你傳來(lái)的key進(jìn)行哈希運(yùn)算,得到唯一的值,一般情況下都是一個(gè)數(shù)值。Golang的map中也有這么一個(gè)哈希函數(shù),也會(huì)算出唯一的值,對(duì)于這個(gè)值的使用,Golang也是很有意思。
Golang把求得的值按照用途一分為二:高位和低位。
如圖所示,藍(lán)色為高位,紅色為低位。 然后低位用于尋找當(dāng)前key屬于hmap中的哪個(gè)bucket,而高位用于尋找bucket中的哪個(gè)key。上文中提到:bucket中有個(gè)屬性字段是“高位哈希值”數(shù)組,這里存的就是藍(lán)色的高位值,用來(lái)聲明當(dāng)前bucket中有哪些“key”,便于搜索查找。 需要特別指出的一點(diǎn)是:我們map中的key/value值都是存到同一個(gè)數(shù)組中的。數(shù)組中的順序是這樣的:
并不是key0/value0/key1/value1的形式,這樣做的好處是:在key和value的長(zhǎng)度不同的時(shí)候,可 以消除padding(內(nèi)存對(duì)齊)帶來(lái)的空間浪費(fèi) 。
現(xiàn)在,我們可以得到Go語(yǔ)言map的整個(gè)的結(jié)構(gòu)圖了:(hash結(jié)果的低位用于選擇把KV放在bmap數(shù)組中的哪一個(gè)bmap中,高位用于key的快速預(yù)覽,用于快速試錯(cuò))
map的擴(kuò)容
當(dāng)以上的哈希表增長(zhǎng)的時(shí)候,Go語(yǔ)言會(huì)將bucket數(shù)組的數(shù)量擴(kuò)充一倍,產(chǎn)生一個(gè)新的bucket數(shù)組,并將舊數(shù)組的數(shù)據(jù)遷移至新數(shù)組。
加載因子
判斷擴(kuò)充的條件,就是哈希表中的加載因子(即loadFactor)。
加載因子是一個(gè)閾值,一般表示為:散列包含的元素?cái)?shù) 除以 位置總數(shù)。是一種“產(chǎn)生沖突機(jī)會(huì)”和“空間使用”的平衡與折中:加載因子越小,說(shuō)明空間空置率高,空間使用率小,但是加載因子越大,說(shuō)明空間利用率上去了,但是“產(chǎn)生沖突機(jī)會(huì)”高了。
每種哈希表的都會(huì)有一個(gè)加載因子,數(shù)值超過(guò)加載因子就會(huì)為哈希表擴(kuò)容。
Golang的map的加載因子的公式是:map長(zhǎng)度 / 2^B(這是代表bmap數(shù)組的長(zhǎng)度,B是取的低位的位數(shù))閾值是6.5。其中B可以理解為已擴(kuò)容的次數(shù)。
當(dāng)Go的map長(zhǎng)度增長(zhǎng)到大于加載因子所需的map長(zhǎng)度時(shí),Go語(yǔ)言就會(huì)將產(chǎn)生一個(gè)新的bucket數(shù)組,然后把舊的bucket數(shù)組移到一個(gè)屬性字段oldbucket中。注意:并不是立刻把舊的數(shù)組中的元素轉(zhuǎn)義到新的bucket當(dāng)中,而是,只有當(dāng)訪問(wèn)到具體的某個(gè)bucket的時(shí)候,會(huì)把bucket中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到新的bucket中。
如下圖所示:當(dāng)擴(kuò)容的時(shí)候,Go的map結(jié)構(gòu)體中,會(huì)保存舊的數(shù)據(jù),和新生成的數(shù)組
上面部分代表舊的有數(shù)據(jù)的bucket,下面部分代表新生成的新的bucket。藍(lán)色代表存有數(shù)據(jù)的bucket,橘黃色代表空的bucket。
擴(kuò)容時(shí)map并不會(huì)立即把新數(shù)據(jù)做遷移,而是當(dāng)訪問(wèn)原來(lái)舊bucket的數(shù)據(jù)的時(shí)候,才把舊數(shù)據(jù)做遷移,如下圖:
注意:這里并不會(huì)直接刪除舊的bucket,而是把原來(lái)的引用去掉,利用GC清除內(nèi)存。
map中數(shù)據(jù)的刪除
如果理解了map的整體結(jié)構(gòu),那么查找、更新、刪除的基本步驟應(yīng)該都很清楚了。這里不再贅述。
值得注意的是,找到了map中的數(shù)據(jù)之后,針對(duì)key和value分別做如下操作:
1
2
3
4
1、如果``key``是一個(gè)指針類型的,則直接將其置為空,等待GC清除;
2、如果是值類型的,則清除相關(guān)內(nèi)存。
3、同理,對(duì)``value``做相同的操作。
4、最后把key對(duì)應(yīng)的高位值對(duì)應(yīng)的數(shù)組index置為空。
網(wǎng)關(guān)=反向代理+負(fù)載均衡+各種策略,技術(shù)實(shí)現(xiàn)也有多種多樣,有基于 nginx 使用 lua 的實(shí)現(xiàn),比如 openresty、kong;也有基于 zuul 的通用網(wǎng)關(guān);還有就是 golang 的網(wǎng)關(guān),比如 tyk。
這篇文章主要是講如何基于 golang 實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)關(guān)。
轉(zhuǎn)自: troy.wang/docs/golang/posts/golang-gateway/
整理:go語(yǔ)言鐘文文檔:
啟動(dòng)兩個(gè)后端 web 服務(wù)(代碼)
這里使用命令行工具進(jìn)行測(cè)試
具體代碼
直接使用基礎(chǔ)庫(kù) httputil 提供的NewSingleHostReverseProxy即可,返回的reverseProxy對(duì)象實(shí)現(xiàn)了serveHttp方法,因此可以直接作為 handler。
具體代碼
director中定義回調(diào)函數(shù),入?yún)?http.Request,決定如何構(gòu)造向后端的請(qǐng)求,比如 host 是否向后傳遞,是否進(jìn)行 url 重寫,對(duì)于 header 的處理,后端 target 的選擇等,都可以在這里完成。
director在這里具體做了:
modifyResponse中定義回調(diào)函數(shù),入?yún)?http.Response,用于修改響應(yīng)的信息,比如響應(yīng)的 Body,響應(yīng)的 Header 等信息。
最終依舊是返回一個(gè)ReverseProxy,然后將這個(gè)對(duì)象作為 handler 傳入即可。
參考 2.2 中的NewSingleHostReverseProxy,只需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)類似的、支持多 targets 的方法即可,具體實(shí)現(xiàn)見(jiàn)后面。
作為一個(gè)網(wǎng)關(guān)服務(wù),在上面 2.3 的基礎(chǔ)上,需要支持必要的負(fù)載均衡策略,比如:
隨便 random 一個(gè)整數(shù)作為索引,然后取對(duì)應(yīng)的地址即可,實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。
具體代碼
使用curIndex進(jìn)行累加計(jì)數(shù),一旦超過(guò) rss 數(shù)組的長(zhǎng)度,則重置。
具體代碼
輪詢帶權(quán)重,如果使用計(jì)數(shù)遞減的方式,如果權(quán)重是5,1,1那么后端 rs 依次為a,a,a,a,a,b,c,a,a,a,a…,其中 a 后端會(huì)瞬間壓力過(guò)大;參考 nginx 內(nèi)部的加權(quán)輪詢,或者應(yīng)該稱之為平滑加權(quán)輪詢,思路是:
后端真實(shí)節(jié)點(diǎn)包含三個(gè)權(quán)重:
操作步驟:
具體代碼
一致性 hash 算法,主要是用于分布式 cache 熱點(diǎn)/命中問(wèn)題;這里用于基于某 key 的 hash 值,路由到固定后端,但是只能是基本滿足流量綁定,一旦后端目標(biāo)節(jié)點(diǎn)故障,會(huì)自動(dòng)平移到環(huán)上最近的那么個(gè)節(jié)點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn):
具體代碼
每一種不同的負(fù)載均衡算法,只需要實(shí)現(xiàn)添加以及獲取的接口即可。
然后使用工廠方法,根據(jù)傳入的參數(shù),決定使用哪種負(fù)載均衡策略。
具體代碼
作為網(wǎng)關(guān),中間件必不可少,這類包括請(qǐng)求響應(yīng)的模式,一般稱作洋蔥模式,每一層都是中間件,一層層進(jìn)去,然后一層層出來(lái)。
中間件的實(shí)現(xiàn)一般有兩種,一種是使用數(shù)組,然后配合 index 計(jì)數(shù);一種是鏈?zhǔn)秸{(diào)用。
具體代碼
新聞名稱:go語(yǔ)言hash,go語(yǔ)言好找工作嗎
轉(zhuǎn)載來(lái)于:http://m.kartarina.com/article48/hdpjep.html
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