專利名稱：哈希表管理方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，具體而言，涉及一種哈希表管理方法及裝置。
背景技術：
在網(wǎng)絡通信領域，表的查找是必不可少的，例如媒體接入控制(Media Access Control，簡稱為MAC)表的查找、地址解析協(xié)議(Address Resolution Protocol，簡稱為 ARP)表的查找、訪問控制列表(Access Control List，簡稱為ACL)的查找、多協(xié)議標簽交 換(Multi-Protocol Label Switching，簡稱為MPLS)表的查找。為了快速獲得查表結果， 哈希表是一種廣泛應用的方法，利用哈希表，可以一次存取便得到所查記錄。哈希表的基本思想為在記錄的存儲位置和它的關鍵字之間建立一個確定的對應 關系F，使得每個關鍵字和哈希存儲表中一個唯一的存儲地址相對應。因而在查找時，只需 要根據(jù)這個對應關系F找到給定值K的像F (K)。若結構中存在與關鍵字K相等的記錄，則 必定在F(K)的存儲位置上，由此，不需要進行比較便可直接取得所查記錄。而對應關系F 就為哈希函數(shù)，按照這個基本思想建立的表為哈希表。但是，對不同的關鍵字執(zhí)行F(K)計算，可能得到同一哈希地址，即keyl興key2，而 F(keyl) =F(key2)，這種現(xiàn)象稱為哈希沖突。為解決哈希沖突，通常做法是在同一哈希地 址下建立哈希桶，每個哈希桶能存儲N個記錄。在查找時，首先通過哈希函數(shù)F找到給定值 K的哈希地址F (K)，然后以F (K)為地址讀出其哈希桶內(nèi)的N個記錄。最后以關鍵字K對讀 出的N個記錄進行精確匹配，如有發(fā)現(xiàn)匹配的則查找成功，否則查找失敗。但是，上述解決哈希沖突的方法存在的弊端是，哈希表內(nèi)的每個記錄都需要存儲 關鍵字K的值，以便在哈希表查找時進行精確匹配。這種方法增加了哈希表的存儲寬度，從 而增加了硬件實現(xiàn)空間，增大了資源消耗。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關技術中哈希表內(nèi)的每個記錄都需要存儲關鍵字的值的問題而提出本發(fā) 明，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種哈希表管理方法及裝置，以解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了 一種哈希表管理方法。根據(jù)本發(fā)明的哈希表管理方法包括獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字；使用 主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址；將待寫入 哈希表中的內(nèi)容和空閑記錄的地址寫入空閑記錄的地址對應的空閑記錄。進一步地，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空 閑記錄的地址包括使用主哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第一地址；根據(jù)第一地址，獲取哈 希表中的哈希桶中的多條空閑記錄；使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址，其中第 二地址為多條空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定第二地址為哈希表中的空閑記錄的 地址。進一步地，在使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址之前，上述方法還包括在多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在多條空閑記錄中寫入確定的子哈希函數(shù)在多 個子哈希函數(shù)中的序列號。進一步地，根據(jù)哈希表的深度和哈希桶的深度確定主哈希函數(shù)計算結果的位寬。進一步地，根據(jù)空閑記錄的地址的位寬確定子哈希函數(shù)計算結果的位寬。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供了 一種哈希表管理方法。根據(jù)本發(fā)明的哈希表管理方法包括使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行 計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址；查找寫有空閑記錄的地址的空閑記錄；獲取空閑 記錄中的內(nèi)容。進一步地，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空 閑記錄的地址包括使用主哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第一地址；根據(jù)第一地址，獲取哈 希表中的哈希桶中的多條空閑記錄；使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址，其中第 二地址為多條空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定第二地址為哈希表中的空閑記錄的 地址。進一步地，在使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址之前，上述方法還包括 在多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在多條空閑記錄中寫入確定的子哈希函數(shù)在多 個子哈希函數(shù)中的序列號。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了 一種哈希表管理裝置。根據(jù)本發(fā)明的哈希表管理裝置包括第一獲取模塊，用于獲取待寫入哈希表中的 內(nèi)容的關鍵字；第一計算模塊，用于使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到 哈希表中的空閑記錄的地址；寫入模塊，用于將待寫入哈希表中的內(nèi)容和空閑記錄的地址 寫入空閑記錄的地址對應的空閑記錄。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了 一種哈希表管理裝置。根據(jù)本發(fā)明的哈希表管理裝置包括第二計算模塊，使用主哈希函數(shù)和子哈希函 數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址；查找模塊，用于查找寫有空閑記錄 的地址的空閑記錄；第二獲取模塊，用于獲取空閑記錄中的內(nèi)容。通過本發(fā)明，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，從而得到哈希表 中的待寫入的地址，可以充分利用該關鍵字和哈希地址之間的關聯(lián)性，從而減少哈希表的 存儲寬度，進而減小硬件實現(xiàn)空間，減小資源消耗。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖1是根據(jù)相關技術的哈希表的存儲結構的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表的存儲結構的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理方法的流程圖一；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理方法的流程圖二 ；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表建立過程的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表查找過程的流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理裝置的結構框圖一；
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理裝置的結構框圖二。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發(fā)明。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表的存儲結構的示意圖，如圖2所示，存儲的內(nèi)容 為子哈希函數(shù)選擇位(F_SEL)、子哈希函數(shù)計算結果(F_VAL)、哈希表動作(F_ACT)。本發(fā)明實施例提供了一種哈希表管理方法。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管 理方法的流程圖一，如圖3所示，包括如下的步驟S302至步驟S306。步驟S302，獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字。步驟S304，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空 閑記錄的地址。步驟S306，將待寫入哈希表中的內(nèi)容和空閑記錄的地址寫入空閑記錄的地址對應 的空閑記錄。相關技術中，哈希表內(nèi)的每個記錄都需要存儲關鍵字的值，以便在哈希表查找時 進行精確匹配。本發(fā)明實施例中，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，從而得 到哈希表中的待寫入的地址，這樣可以充分利用該關鍵字和哈希地址之間的關聯(lián)性，從而 減少哈希表的存儲寬度，進而減小硬件實現(xiàn)空間，減小資源消耗。優(yōu)選地，預先規(guī)劃出哈希表存儲空間；建立主哈希函數(shù)F_MAIN并建立N個子哈希
函數(shù)Fl，F(xiàn)2，F(xiàn)3.....Fn ；其中主哈希函數(shù)？_默訊和N個子哈希函數(shù)(F1, F2，F(xiàn)3. . . Fn)需
要保證能將同一關鍵字K值，映射到不同空間。優(yōu)選地，每條哈希表中的空閑記錄，需要開辟出如下的比特空間①、η比特空間，記作F_SEL，用于標志本記錄采用的子哈希函數(shù)；2、彡N。當這η 比特空間的值為m時，說明其采用的子哈希函數(shù)為Fm ；②、A比特空間，記作F_VAL，用于存儲Fm⑷的值；③、B比特空間，記作F_ACTI0N，用于存儲其他信息，如哈希表命中之后的動作信
肩、^^ ο優(yōu)選地，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑 記錄的地址包括使用主哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第一地址；根據(jù)第一地址，獲取哈希 表中的哈希桶中的多條空閑記錄；使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址，其中第二 地址為多條空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定第二地址為哈希表中的空閑記錄的地 址。優(yōu)選地，在使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址之前，上述方法還包括在 多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在多條空閑記錄中寫入確定的子哈希函數(shù)在多個 子哈希函數(shù)中的序列號。具體地，在哈希桶內(nèi)的空閑記錄的F_SEL域寫入確定的子哈希函數(shù)在多個子哈希 函數(shù)中的序列號。優(yōu)選地，根據(jù)哈希表的深度和哈希桶的深度確定主哈希函數(shù)計算結果的位寬。優(yōu)選地，根據(jù)空閑記錄的地址的位寬確定子哈希函數(shù)計算結果的位寬。
本發(fā)明實施例還提供了一種哈希表管理方法。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表 管理方法的流程圖二，如圖4所示，包括如下的步驟S402至步驟S406。步驟S402，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空 閑記錄的地址。步驟S404，查找寫有空閑記錄的地址的空閑記錄。步驟S406，獲取空閑記錄中的內(nèi)容。優(yōu)選地，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑 記錄的地址包括使用主哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第一地址；根據(jù)第一地址，獲取哈希 表中的哈希桶中的多條空閑記錄；使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址，其中第二 地址為多條空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定第二地址為哈希表中的空閑記錄的地 址。優(yōu)選地，在使用子哈希函數(shù)計算關鍵字對應的第二地址之前，上述方法還包括在 多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在多條空閑記錄中寫入確定的子哈希函數(shù)在多個 子哈希函數(shù)中的序列號。下面將結合實例對本發(fā)明實施例的實現(xiàn)過程進行詳細描述。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表建立過程的流程圖，如圖5所示，包括如下的步 驟S502至步驟S516。步驟S502，規(guī)劃出哈希表存儲空間。步驟S504，建立主哈希函數(shù)F_MAIN ；主哈希函數(shù)計算結果的位寬取決于哈希表的 深度以及哈希桶的深度。步驟S506，建立N個子哈希函數(shù)Fl，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，... 。子哈希函數(shù)的個數(shù)一般不 超過哈希桶的深度。各個子哈希函數(shù)的計算結果的位寬取決于哈希表項中的F_VAL的位
覓ο步驟S508，判斷是否有哈希表項需要添加，如果是，則進行步驟S510，否則重復進 行步驟S508。步驟S510，將欲存入哈希表的內(nèi)容，取出關鍵字K，計算F_MAIN⑷。步驟S512，找出對&F_MAIN(K)下的哈希桶內(nèi)的空閑記錄；步驟S514，挑選一個子哈希函數(shù)Fm。步驟S516，將序列號m寫入哈希桶內(nèi)的空閑記錄的F_SEL域，并將Fm⑷寫入F_ VAL域，同時將相關信息寫入F_ACTI0N，然后返回步驟S508。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表查找過程的流程圖，如圖6所示，包括如下的步 驟S602至步驟S620。步驟S602，對關鍵字K進行F_MAIN(K)計算。步驟S604，置變量η等于1。步驟S606，判斷η是否大于N，如果是則進行步驟S620，否則進行步驟S608。步驟S608，讀出F_MAIN(K)對應的哈希桶內(nèi)的N個記錄。步驟S610，根據(jù)各個哈希桶內(nèi)的哈希表項的F_SEL，選擇對應的子哈希函數(shù)Fm，對 關鍵字K機型Fm (K)。步驟S612，將Rn(K)和哈希記錄的F_VALUE進行比較。
步驟S614，判斷Fm(K)和哈希記錄的F_VALUE是否相等，如果是則進行步驟S616， 否則進行步驟S618，并返回步驟S606。步驟S616，命中，查找成功，讀出對應的F_ACTI0N。步驟S618，將 η 加 1。步驟S620，不命中，查找失敗。需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執(zhí)行指令的 計算機系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不 同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。本發(fā)明實施例提供了 一種哈希表管理裝置，該哈希表管理裝置可以用于實現(xiàn)上述 哈希表管理方法。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理裝置的結構框圖一，如圖7所示， 包括第一獲取模塊72，第一計算模塊74和寫入模塊76。下面對其結構進行詳細描述。第一獲取模塊72，用于獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字；第一計算模塊74， 連接至第一獲取模塊72，用于使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對第一獲取模塊72獲取的關 鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址；寫入模塊76，連接至第一計算模塊74，用 于將待寫入哈希表中的內(nèi)容和第一計算模塊74計算得到的空閑記錄的地址寫入空閑記錄 的地址對應的空閑記錄。本發(fā)明實施例提供了 一種哈希表管理裝置，該哈希表管理裝置可以用于實現(xiàn)上述 哈希表管理方法。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的哈希表管理裝置的結構框圖二，如圖8所示， 包括第二計算模塊82、查找模塊84和第二獲取模塊86。下面對其結構進行詳細描述。第二計算模塊82，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表 中的空閑記錄的地址；查找模塊84，連接至第二計算模塊82，用于查找寫有第二計算模塊 82計算得到的空閑記錄的地址的空閑記錄；第二獲取模塊86，連接至查找模塊84，用于獲 取查找模塊84查找的空閑記錄中的內(nèi)容。需要說明的是，裝置實施例中描述的哈希表管理裝置對應于上述的方法實施例， 其具體的實現(xiàn)過程在方法實施例中已經(jīng)進行過詳細說明，在此不再贅述。 綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的上述實施例，提供了 一種哈希表管理方法及裝置。通過使 用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，從而得到哈希表中的待寫入的地址，可以 充分利用該關鍵字和哈希地址之間的關聯(lián)性，從而減少哈希表的存儲寬度，進而減小硬件 實現(xiàn)空間，減小資源消耗。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成 的網(wǎng)絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲 在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們 中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技 術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種哈希表管理方法，其特征在于，包括 獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字；使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對所述關鍵字進行計算，得到所述哈希表中的空閑記錄 的地址；將所述待寫入哈希表中的內(nèi)容和所述空閑記錄的地址寫入所述空閑記錄的地址對應 的空閑記錄。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對所述關 鍵字進行計算，得到所述哈希表中的空閑記錄的地址包括使用所述主哈希函數(shù)計算所述關鍵字對應的第一地址； 根據(jù)所述第一地址，獲取所述哈希表中的哈希桶中的多條空閑記錄； 使用所述子哈希函數(shù)計算所述關鍵字對應的第二地址，其中所述第二地址為所述多條 空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定所述第二地址為所述哈希表中的空閑記錄的地址。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在使用所述子哈希函數(shù)計算所述關鍵字 對應的第二地址之前，所述方法還包括在多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在所述多條空閑記錄中寫入所述確定的子哈希函數(shù)在所述多個子哈希函數(shù)中的序列號。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述哈希表的深度和所述哈希桶的 深度確定所述主哈希函數(shù)計算結果的位寬。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述空閑記錄的地址的位寬確定所 述子哈希函數(shù)計算結果的位寬。
6.一種哈希表管理方法，其特征在于，包括使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址； 查找寫有所述空閑記錄的地址的空閑記錄； 獲取所述空閑記錄中的內(nèi)容。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字 進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址包括使用所述主哈希函數(shù)計算所述關鍵字對應的第一地址； 根據(jù)所述第一地址，獲取所述哈希表中的哈希桶中的多條空閑記錄； 使用所述子哈希函數(shù)計算所述關鍵字對應的第二地址，其中所述第二地址為所述多條 空閑記錄中的一條空閑記錄的地址；確定所述第二地址為所述哈希表中的空閑記錄的地址。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，在使用所述子哈希函數(shù)計算所述關鍵字 對應的第二地址之前，所述方法還包括在多個子哈希函數(shù)中確定一個子哈希函數(shù)；在所述多條空閑記錄中寫入所述確定的子哈希函數(shù)在所述多個子哈希函數(shù)中的序列號。
9.一種哈希表管理裝置，其特征在于，包括第一獲取模塊，用于獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字；第一計算模塊，用于使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對所述關鍵字進行計算，得到所述 哈希表中的空閑記錄的地址；寫入模塊，用于將所述待寫入哈希表中的內(nèi)容和所述空閑記錄的地址寫入所述空閑記 錄的地址對應的空閑記錄。
10. 一種哈希表管理裝置，其特征在于，包括第二計算模塊，使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空 閑記錄的地址；查找模塊，用于查找寫有所述空閑記錄的地址的空閑記錄； 第二獲取模塊，用于獲取所述空閑記錄中的內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種哈希表管理方法及裝置，該方法包括獲取待寫入哈希表中的內(nèi)容的關鍵字；使用主哈希函數(shù)和子哈希函數(shù)對關鍵字進行計算，得到哈希表中的空閑記錄的地址；將待寫入哈希表中的內(nèi)容和空閑記錄的地址寫入空閑記錄的地址對應的空閑記錄。本發(fā)明可以減少哈希表的存儲寬度，進而減小硬件實現(xiàn)空間，減小資源消耗。
文檔編號G06F17/30GK102073733SQ20111002167
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月19日
發(fā)明者吳春華 申請人:中興通訊股份有限公司