哈希游戏Linux内核中的hash与bucket简单介绍
哈希游戏作为一种新兴的区块链应用,它巧妙地结合了加密技术与娱乐,为玩家提供了全新的体验。万达哈希平台凭借其独特的彩票玩法和创新的哈希算法,公平公正-方便快捷!万达哈希,哈希游戏平台,哈希娱乐,哈希游戏
哈希表(Hashtable)又称为“散列”,Hashtable是会根据索引键的哈希程序代码组织成的索引键(Key)和值(Value)配对的集合。Hashtable 对象是由包含集合中元素的哈希桶(Bucket)所组成的。而Bucket是Hashtable内元素的虚拟子群组,可以让大部分集合中的搜寻和获取工作更容易、更快速。
哈希表(Hashtable)又称为“散列”,Hashtable是会根据索引键的哈希程序代码组织成的索引键(Key)和值(Value)配对的集合。Hashtable 对象是由包含集合中元素的哈希桶(Bucket)所组成的。而Bucket是Hashtable内元素的虚拟子群组,可以让大部分集合中的搜寻和获取工作更容易、更快速。
哈希函数(Hash Function)为根据索引键来返回数值哈希程序代码的算法。索引键(Key)是被存储对象的某些属性值(Value)。当对象加入至 Hashtable时,它存储在与对象哈希程序代码相符的哈希程序代码相关的Bucket中。当在Hashtable内搜寻值时,哈希程序代码会为该值产生,并且会搜寻与该哈希程序代码相关的Bucket。例如,student和teacher会放在不同的Bucket中,而dog和god会放在相同的 Bucket中。所以当索引键是唯一从Hashtable获取元素的性能时表现会较好。Hash的四大优点如下所示。
Linux内核里的哈希表应用非常广泛,PHP内核里大部分语言特性也是基于哈希表实现的。为什么哈希表能这么神通广大?哈希表能够实现高效的数据存储和查找,而存储和查找是编程中应用最广泛的两个操作。
读过Linux内核源码的人可能都会发现,其中并没有太多复杂的数据结构,作为基础数据结构的双向链表(list)和基于list实现的hash表占据了绝大部分数据结构。内核为什么会大量使用这两种数据结构呢?围绕这个问题(主要是hash表),我将以自己的理解揣摩一下其意图。
首先,这两种数据结构都十分简单,简单包括理解起来简单和使用起来简单两方面内容。这也意味着代码的可读性和可维护性都比其他复杂的数据结构要好,出现bug的风险也较低。从哲学上来讲,这也符合K.I.S.S.条款。
其次,内核是一个比较讲究性能的软件,为了程序设计和维护的简单性而失掉性能,这究竟是不是算得不偿失呢?我们是不是应该将天平更加偏向于性能?已经记不起是在哪里听说过,很多商业的路由软件都是基于二叉树的数据结构来存储路由项,以求得其路由查找的时间复杂度为log(n),并且他批评Linux的路由项组织为hash表,致使性能不佳,不适合商业。确实有一定道理,可仔细分析,hash表的性能真的比二叉树差么?二叉树的插入和删除某一项的时间复杂度都为log(n);hash表插入和删除的时间复杂度最好为O(1),最差为O(n),如果选取的表项(m)足够多,且hash函数足够好的话,其时间复杂度为O(n/m)(当m=n时)。当m n / log(n)的时候,hash表的平均表现就比二叉树要好;且当m=n时,其时间复杂度趋近于O(1)。m的值可以做成可调整的,这也正显示了内核的可定制性。不过,不要盲目乐观,这一切都是以一个足够好的hash函数为前期的。
hash的中文意思是“散列”,可解释为:分散排列。一个好的hash函数应该做到对所有元素平均分散排列,尽量避免或者降低他们之间的冲突(Collision)。有必要再次提醒大家的是,hash函数的选择必须慎重,如果不幸所有的元素之间都产生了冲突,那么hash表将退化为链表,其性能会大打折扣,时间复杂度迅速降为O(n),绝对不要存在任何侥幸心理,因为那是相当危险的。历史上就出现过利用Linux内核hash函数的漏洞,成功构造出大量使hash表发生碰撞的元素,导致系统被DoS,所以目前内核的大部分hash函数都有一个随机数作为参数进行掺杂,以使其最后的值不能或者是不易被预测。这又对 hash函数提出了第二点安全方面的要求:hash函数最好是单向的,并且要用随机数进行掺杂。提到单向,你也许会想到单向散列函数md4和md5,很不幸地告诉你,他们是不适合的,因为hash函数需要有相当好的性能。
一筹莫展了吧?谁叫你又想闭门造车了!还是看看前辈们是如何做的,充分发扬拿来主义的精神,我又称这种做法为“不战而屈人之兵”,这难道不是兵家之上上策么?Linux内核里面用的jhash是一个久经考验,并被实践证明经得起考验的hash函数,可以CPMS(Copy Paste Modify Save)之。Jhash的作者Bob Jenkins在其网站上还公布了诸如针对能预知的数据进行hash的hash函数--完美(perfect)hash函数等一系列其他hash函数,看客们可以选择之,如果有兴趣继续钻研,也可以踏在他们的肩膀上。
一个HASH的结果所对应的地址可存放两个BUCKET。可解决HASH冲突。
要存数据时,第一次HASH到这里,在第一个BUCKET存放一个数据。
要存数据时,当第二次因某些原因HASH到这里时,在第二个BUCKET存放另一个数据。
一般情况下都是自己根据数据特性来考虑使用的 hash 算法,不是千篇一律咬死一个不放。
其实就是这个界和性能的折中。我可以取我问题空间的最大值。这样肯定能保证键值分散。但是这样会浪费很多空间。然而取得太小,又影响查找效率。感觉还是要在试验中进行测试。而且个人觉得,hash比其他搜索的数据结构灵活的地方就是它的可定制性。可以根据具体情况调整,以达到最优的效果。
CPU亲和度通过限制进程或线程可以运行的CPU核心集合,使得它们只能在指定的CPU核心上执行。这可以减少CPU缓存的失效次数,提高缓存命中率,从而提升系统性能。
在Linux系统性能优化中,内存管理与网络连接处理是两大核心领域。vm.swappiness与net.core.somaxconn作为关键内核参数,直接影响系统在高负载场景下的稳定性与响应速度。本文通过实战案例解析这两个...
对于LLM,我使用b谷歌Gemini的免费层,所以唯一的成本是n8n托管。在使用了n8n Cloud的免费积分后,我决定将其托管在Railway上(5美元/月)。然而,由于n8n是开源的,您可以在自己的服务器上托管它,而...
在Linux系统管理中,权限控制是安全运维的核心。本文通过解析/etc/sudoers文件配置与组策略的深度应用,结合某金融企业生产环境案例(成功拦截98.7%的非法提权尝试),揭示精细化权限管理的关键技术点,包括命令别...
Linux内核中的信号量(Semaphore)是一种用于资源管理的同步原语,它允许多个进程或线程对共享资源进行访问控制。信号量的主要作用是限制对共享资源的并发访问数量,从而防止系统过载和数据不一致的问题。
在云计算与容器化技术蓬勃发展的今天,Linux网络命名空间(Network Namespace)已成为构建轻量级虚拟网络的核心组件。某头部互联网企业通过命名空间技术将测试环境资源消耗降低75%,故障隔离效率提升90%。本...
在Linux内核4.18+和主流发行版(RHEL 8/Ubuntu 20.04+)全面转向nftables的背景下,某电商平台通过迁移将防火墙规则处理效率提升40%,延迟降低65%。本文基于真实生产环境案例,详解从ipt...
在Linux设备驱动开发中,等待队列(Wait Queue)是实现进程睡眠与唤醒的核心机制,它允许进程在资源不可用时主动放弃CPU,进入可中断睡眠状态,待资源就绪后再被唤醒。本文通过C语言模型解析等待队列的实现原理,结合...
在Unix/Linux进程间通信中,管道(pipe)因其简单高效被广泛使用,但默认的半双工特性和无同步机制容易导致数据竞争。本文通过父子进程双向通信案例,深入分析互斥锁与状态机在管道同步中的应用,实现100%可靠的数据传...
RTOS :RTOS的核心优势在于其实时性。它采用抢占式调度策略,确保高优先级任务能够立即获得CPU资源,从而在最短时间内完成处理。RTOS的实时性是通过严格的时间管理和任务调度算法实现的,能够满足对时间敏感性要求极高的...
在Linux系统中开发USB驱动传统上依赖C语言,但Rust凭借其内存安全特性和现代语法逐渐成为嵌入式开发的优选。本文将通过一个基于中断处理和多线程控制的USB设备通信案例,展示如何使用Rust的rusb库开发高性能US...
在动态变化的业务环境中,LVM(Logical Volume Manager)的在线扩容能力是保障服务连续性的关键。然而,当物理卷(PV)空间耗尽时,跨磁盘扩展常伴随数据迁移风险。本文将深入解析EXT4文件系统在线扩容的...
作为Linux下一代文件系统,Btrfs凭借其写时复制(CoW)、子卷、快照和内置RAID支持等特性,成为企业级存储的热门选择。然而,其复杂的元数据结构和CoW机制也给运维带来独特挑战。本文将深入解析Btrfs在数据恢复...
瑞典乌普萨拉,2025年7月8日 — 全球领先的嵌入式系统开发软件解决方案供应商IAR宣布,其嵌入式开发平台正式推出对Zephyr RTOS的量产级支持。该支持自IAR的Arm开发工具链v9.70起全面提供。
6月26日消息,历经Preview、Alpha、Beta三轮社区共创测试,深度操作系统deepin 25终于在今日正式发布。
RISC-V作为一种开源的指令集架构(ISA),正以其简洁、模块化和可扩展性的优势,在全球范围内掀起一场硬件与软件协同创新的浪潮。Linux作为开源操作系统的代表,在RISC-V生态的构建中扮演着关键角色。将Linux适...
随着量子计算技术的飞速发展,传统的密码学算法面临着前所未有的挑战。量子计算机强大的计算能力可能会在短时间内破解目前广泛使用的RSA、ECC等非对称加密算法,从而威胁到信息安全。为了应对这一潜在威胁,后量子密码学(Post...
意法半导体近期宣布STM32MP23x产品线)已正式面向大众市场量产销售。继一年前推出STM32MP25系列后,全新发布的STM32MP23x系列聚焦...
Linux内核模块机制通过动态加载代码的方式扩展内核功能,而C语言作为内核开发的核心语言,贯穿了模块从初始化到符号管理的全生命周期。本文将从模块加载流程、内核符号表机制出发,深入解析其底层实现原理,并探讨针对符号表劫持等...