單向散列函數(go語言實踐)

單向散列函數(one-wayfunction)有一個輸入和一個輸出，其中輸入稱為消息(message)，輸出稱為散列值 (hashvalue)。單向散列函數可以根據消息的內容計算出散列值，而散列值就可以被用來檢查消息的完整性。

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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。單向散列函數不需要知道消息實

際代表的含義。無論任何消息，單向散列函數都會將它作為單純的比特序列來處理，即根據比特序列計算出散

列值。

散列值的長度和消息的長度無關。無論消息是1比特，還是100MB，甚至是IOOGB，單向散列函數都會計算出固 定長度的散列值。以SHA-I單向散列函數為例，它所計算出的散列值的長度永遠是160比特(20字節)。

單向散列函數的相關術語有很多變體，不同參考資料中所使用的術語也不同，下面我們就介紹其中的兒個。 單向散列函數也稱為 消息摘要函數(message digest function) 、 哈希函數 或者 雜湊函數 。 輸入單向散列函數的消息也稱為 原像 (pre-image) 。

單向散列函數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年設計的單向散列函數，能夠產生128比特的散列值(RFC1186，修訂版RFC1320)。不 過，隨著Dobbertin提出尋找MD4散列碰撞的方法，因此現在它已經不安全了。

MD5是由Rwest于1991年設計的單項散列函數，能夠產生128比特的散列值(RFC1321)。

MD5的強抗碰撞性已經被攻破，也就是說，現在已經能夠產生具備相同散列值的兩條不同的消息，因此它也已

經不安全了。

MD4和MD5中的MD是消息摘要(Message Digest)的縮寫。

SHA-1是由NIST(NationalInstituteOfStandardsandTechnology，美國國家標準技術研究所)設計的一種能夠產生 160比特的散列值的單向散列函數。1993年被作為美國聯邦信息處理標準規格(FIPS PUB 180)發布的是 SHA,1995年發布的修訂版FIPS PUB 180-1稱為SHA-1。

SHA-1的消息長度存在上限，但這個值接近于2^64比特，是個非常巨大的數值，因此在實際應用中沒有問題。

SHA-256、SHA-384和SHA-512都是由NIST設計的單向散列函數，它們的散列值長度分別為256比特、384比特和

512比特。這些單向散列函數合起來統稱SHA-2，它們的消息長度也存在上限(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)。這些單向散列函數是于2002年和 SHA-1 一起作為 FIPS PUB 180-2 發布的 SHA-1 的強抗碰撞性已于2005年被攻破, 也就是說，現在已經能夠產生具備相同散列值的兩條不同的消 息。不過，SHA-2還尚未被攻破。

golang hashmap的使用及實現

由于go語言是一個強類型的語言，因此hashmap也是有類型的，具體體現在key和value都必須指定類型，比如聲明一個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，共同的特點是： 不能使用== 來比較，包括: slice, map, function

在迭代的過程中是可以對map進行刪除和更新操作的，規則如下：

golang的map是hash結構的，意味著平均訪問時間是O(1)的。同傳統的hashmap一樣，由一個個bucket組成:

那我們怎么訪問到對應的bucket呢，我們需要得到對應key的hash值

各個參數的意思：

目前采用的是這一行:

| 6.50 | 20.90 | 10.79 | 4.25 | 6.50 |

goland map底層原理

map 是Go語言中基礎的數據結構，在日常的使用中經常被用到。但是它底層是如何實現的呢？

總體來說golang的map是hashmap，是使用數組+鏈表的形式實現的，使用拉鏈法消除hash沖突。

golang的map由兩種重要的結構，hmap和bmap(下文中都有解釋)，主要就是hmap中包含一個指向bmap數組的指針，key經過hash函數之后得到一個數，這個數低位用于選擇bmap(當作bmap數組指針的下表)，高位用于放在bmap的[8]uint8數組中，用于快速試錯。然后一個bmap可以指向下一個bmap(拉鏈)。

Golang中map的底層實現是一個散列表，因此實現map的過程實際上就是實現散表的過程。在這個散列表中，主要出現的結構體有兩個，一個叫 hmap (a header for a go map)，一個叫 bmap (a bucket for a Go map，通常叫其bucket)。這兩種結構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，你只需要關心的只有一個，就是標紅的字段： buckets數組 。Golang的map中用于存儲的結構是bucket數組。而bucket(即bmap)的結構是怎樣的呢？

bucket ：

相比于hmap，bucket的結構顯得簡單一些，標紅的字段依然是“核心”，我們使用的map中的key和value就存儲在這里。“高位哈希值”數組記錄的是當前bucket中key相關的“索引”，稍后會詳細敘述。還有一個字段是一個指向擴容后的bucket的指針，使得bucket會形成一個鏈表結構。例如下圖：

由此看出hmap和bucket的關系是這樣的：

而bucket又是一個鏈表，所以，整體的結構應該是這樣的：

哈希表的特點是會有一個哈希函數，對你傳來的key進行哈希運算，得到唯一的值，一般情況下都是一個數值。Golang的map中也有這么一個哈希函數，也會算出唯一的值，對于這個值的使用，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，藍色為高位，紅色為低位。 然后低位用于尋找當前key屬于hmap中的哪個bucket，而高位用于尋找bucket中的哪個key。上文中提到：bucket中有個屬性字段是“高位哈希值”數組，這里存的就是藍色的高位值，用來聲明當前bucket中有哪些“key”，便于搜索查找。 需要特別指出的一點是：我們map中的key/value值都是存到同一個數組中的。數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的長度不同的時候，可 以消除padding(內存對齊)帶來的空間浪費 。

現在，我們可以得到Go語言map的整個的結構圖了：(hash結果的低位用于選擇把KV放在bmap數組中的哪一個bmap中，高位用于key的快速預覽，用于快速試錯)

map的擴容

當以上的哈希表增長的時候，Go語言會將bucket數組的數量擴充一倍，產生一個新的bucket數組，并將舊數組的數據遷移至新數組。

加載因子

判斷擴充的條件，就是哈希表中的加載因子(即loadFactor)。

加載因子是一個閾值，一般表示為：散列包含的元素數 除以 位置總數。是一種“產生沖突機會”和“空間使用”的平衡與折中：加載因子越小，說明空間空置率高，空間使用率小，但是加載因子越大，說明空間利用率上去了，但是“產生沖突機會”高了。

每種哈希表的都會有一個加載因子，數值超過加載因子就會為哈希表擴容。

Golang的map的加載因子的公式是：map長度 / 2^B(這是代表bmap數組的長度，B是取的低位的位數)閾值是6.5。其中B可以理解為已擴容的次數。

當Go的map長度增長到大于加載因子所需的map長度時，Go語言就會將產生一個新的bucket數組，然后把舊的bucket數組移到一個屬性字段oldbucket中。注意：并不是立刻把舊的數組中的元素轉義到新的bucket當中，而是，只有當訪問到具體的某個bucket的時候，會把bucket中的數據轉移到新的bucket中。

如下圖所示：當擴容的時候，Go的map結構體中，會保存舊的數據，和新生成的數組

上面部分代表舊的有數據的bucket，下面部分代表新生成的新的bucket。藍色代表存有數據的bucket，橘黃色代表空的bucket。

擴容時map并不會立即把新數據做遷移，而是當訪問原來舊bucket的數據的時候，才把舊數據做遷移，如下圖：

注意：這里并不會直接刪除舊的bucket，而是把原來的引用去掉，利用GC清除內存。

map中數據的刪除

如果理解了map的整體結構，那么查找、更新、刪除的基本步驟應該都很清楚了。這里不再贅述。

值得注意的是，找到了map中的數據之后，針對key和value分別做如下操作：

1

2

3

4

1、如果``key``是一個指針類型的，則直接將其置為空，等待GC清除；

2、如果是值類型的，則清除相關內存。

3、同理，對``value``做相同的操作。

4、最后把key對應的高位值對應的數組index置為空。

go語言實現一個簡單的簡單網關

網關=反向代理+負載均衡+各種策略，技術實現也有多種多樣，有基于 nginx 使用 lua 的實現，比如 openresty、kong；也有基于 zuul 的通用網關；還有就是 golang 的網關，比如 tyk。

這篇文章主要是講如何基于 golang 實現一個簡單的網關。

轉自： troy.wang/docs/golang/posts/golang-gateway/

整理：go語言鐘文文檔:

啟動兩個后端 web 服務（代碼）

這里使用命令行工具進行測試

具體代碼

直接使用基礎庫 httputil 提供的NewSingleHostReverseProxy即可，返回的reverseProxy對象實現了serveHttp方法，因此可以直接作為 handler。

具體代碼

director中定義回調函數，入參為*http.Request，決定如何構造向后端的請求，比如 host 是否向后傳遞，是否進行 url 重寫，對于 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中定義回調函數，入參為*http.Response，用于修改響應的信息，比如響應的 Body，響應的 Header 等信息。

最終依舊是返回一個ReverseProxy，然后將這個對象作為 handler 傳入即可。

參考 2.2 中的NewSingleHostReverseProxy，只需要實現一個類似的、支持多 targets 的方法即可，具體實現見后面。

作為一個網關服務，在上面 2.3 的基礎上，需要支持必要的負載均衡策略，比如：

隨便 random 一個整數作為索引，然后取對應的地址即可，實現比較簡單。

具體代碼

使用curIndex進行累加計數，一旦超過 rss 數組的長度，則重置。

具體代碼

輪詢帶權重，如果使用計數遞減的方式，如果權重是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 后端會瞬間壓力過大；參考 nginx 內部的加權輪詢，或者應該稱之為平滑加權輪詢，思路是：

后端真實節點包含三個權重：

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/命中問題；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，一旦后端目標節點故障，會自動平移到環上最近的那么個節點。

實現：

具體代碼

每一種不同的負載均衡算法，只需要實現添加以及獲取的接口即可。

然后使用工廠方法，根據傳入的參數，決定使用哪種負載均衡策略。

具體代碼

作為網關，中間件必不可少，這類包括請求響應的模式，一般稱作洋蔥模式，每一層都是中間件，一層層進去，然后一層層出來。

中間件的實現一般有兩種，一種是使用數組，然后配合 index 計數；一種是鏈式調用。

具體代碼

新聞名稱：go語言hash,go語言好找工作嗎
轉載來于：http://www.kartarina.com/article48/hdpjep.html

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