Redis——扩容

Love The Way You Lie 2022-09-04 02:57 144阅读 0赞

### **解决哈希冲突** ###

当要将一个新的键值对添加到字典里面时，程序需要先根据键值对的键计算出哈希值和索引值，然后再根据索引值，将包含新键值对的哈希表节点放到哈希表数组的指定索引上。

当有两个或以上数量的键被分配到了哈希表数组的同一个索引上时，称为哈希冲突，Redis的哈希表使用单向链表解决冲突，使用哈希表节点的next指针将冲突的节点连接起来，因为dictEntry节点组成的链表没有指向链表表尾的指针，为了速度考虑，总是将新节点添加的链表的表头位置（复杂度为O(1)）。

### **rehash** ###

为了让哈希表的负载因子（load factor）维持在一个合理的范围内，会使用rehash（重新散列）操作对哈希表进行相应的扩展或收缩。

哈希表被扩展的条件：  
1）Redis服务器目前没有在执行BGSAVE命令或BGREWRITEAOF命令，并且哈希表的负载因子大于等于1。

2）Redis服务器目前在执行BGSAVE命令或BGREWRITEAOF命令，并且哈希表的负载因子大于等于5。

负载因子=哈希表已保存节点数量 / 哈希表大小 load\_factor = ht\[0\].used / ht\[0\].size

当哈希表的负载因子小于0.1时，对哈希表执行收缩操作。

### **rehash的操作步骤** ###

1）为字典的ht\[1\]哈希表分配空间。

如果执行的是扩展操作，那么ht\[1\] 的大小为第一个大于等于ht\[0\] .used\*2的2的n次幂

如果执行的是收缩操作，那么ht\[1\] 的大小为第一个大于等于ht\[0\].used 的2的n次幂

因此这里我们为ht\[1\] 分配 空间为8

2)将ht\[0\]中的数据转移到ht\[1\]中，在转移的过程中，重新计算键的哈希值和索引值，然后将键值对放置到ht\[1\]的指定位置。

数据转移后的结果：

3）当ht\[0\]的所有键值对都迁移到了ht\[1\]之后（ht\[0\]变为空表），将ht\[0\]释放，然后将ht\[1\]设置成ht\[0\]，最后为ht\[1\]分配一个空白哈希表：

### **渐近式rehash** ###

上面我们说到，在进行拓展或者压缩的时候，可以直接将所有的键值对rehash 到ht\[1\]中，这是因为数据量比较小。在实际开发过程中，这个rehash 操作并不是一次性、集中式完成的，而是分多次、渐进式地完成的。

渐进式rehash 的详细步骤：

1、为ht\[1\] 分配空间，让字典同时持有ht\[0\]和ht\[1\]两个哈希表

2、在几点钟维持一个索引计数器变量rehashidx，并将它的值设置为0，表示rehash 开始

3、在rehash 进行期间，每次对字典执行CRUD操作时，程序除了执行指定的操作以外，还会将ht\[0\]中的数据rehash 到ht\[1\]表中，并且将rehashidx加一

4、当ht\[0\]中所有数据转移到ht\[1\]中时，将rehashidx 设置成-1，表示rehash 结束

采用渐进式rehash 的好处在于它采取分而治之的方式，避免了集中式rehash 带来的庞大计算量。

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