Murmur哈希算法

作者: CarsonCao | 来源:发表于2019-11-15 17:23 被阅读0次

    说到哈希算法,可能大部分人都会不自觉得想到 md 和 sha 系列,在这之前,我就是这样的,因为他们意味着流行安全和稳定。但是,最近我知道了一款另类的流行的哈希函数,这款哈希函数广泛应用于分布式系统-Hadoop/Lucence等等,原因就是因为它速度快而且散列效果好,这个哈希算法就是 MurmurHash。

    哈希系列比较流行的有三个系列,分别是 MD/SHA 和 MAC 系列,但是这些系列都是比较安全,虽然 MD5 和 SHA-1 已经被王小云教授碰撞了,但是相对我们平时使用的直接简单求模这种还是比较安全的,相对安全带来的负面效果就是计算量还是挺大的,而且不保证哈希结果的均匀。而在分布式环境下,为了资源的合理利用,我们需要的更多是均匀,因为是内部散列的作用,所以哈希安全我们并不那么在乎,所以在这种情境下,2008 才被发明的 MurmurHash 成为了分布式中的宠儿,深受 Google 系的喜爱。

    MurmurHash 当前最新的版本是 MurmurHash3,它能够产生出32-bit或128-bit哈希值。除了我们能够猜到的不再使用的 mmh1 以及 还在使用的 mmh2 之外,还有好些变种,不过都是针对平台优化的。

    Murmur哈希的算法确实比较简单,它的计算过程其实就是它的名字,MUltiply and Rotate,因为它在哈希的过程要经过多次MUltiply and Rotate,所以就叫 MurMur 了。

    算法原理可参考维基百科:https://zh.wikipedia.org/wiki/Murmur%E5%93%88%E5%B8%8C

    Scala API自身是有MurmurHash算法的实现的(scala.util.hashing.MurmurHash3),返回值是int,32位。

    spark也广泛采用了Murmur哈希算法,可以看一个在sparksql中的例子,在TreeNode类中有:

    private lazy val _hashCode: Int = scala.util.hashing.MurmurHash3.productHash(this)
    

    之所以调用productHash方法是因为TreeNode继承自scala的Product特质(有兴趣的同学可以通过反编译查看到,scala 的Case class类实现了scala.Product和scala.Serializable接口(Product和Serializable都是Traits)),而且有很多case class 类继承TreeNode类。

    参考:
    https://liqiang.io/post/murmurhash-introduction
    https://leibnizhu.github.io/2017/01/19/Scala%E5%AE%9E%E7%8E%B064%E4%BD%8D%E7%9A%84MurmurHash%E5%87%BD%E6%95%B0/index.html

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