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Redis中的hash扩容渐进式rehash过程

背景： redis字典（hash表）当数据越来越多的时候，就会发生扩容，也就是rehash

对比：java中的hashmap，当数据数量达到阈值的时候(0.75)，就会发生rehash，hash表长度变为原来的二倍，将原hash表数据全部重新计算hash地址，重新分配位置，达到rehash目的

redis中的hash表采用的是渐进式hash的方式：

1、redis字典（hash表）底层有两个数组，还有一个rehashidx用来控制rehash

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2、初始默认hash长度为4，当元素个数与hash表长度一致时，就发生扩容，hash长度变为原来的二倍

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3、redis中的hash则是执行的单步rehash的过程：

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每次的增删改查，rehashidx+1，然后执行对应原hash表rehashidx索引位置的rehash

总结：

在扩容和收缩的时候，如果哈希字典中有很多元素，一次性将这些键全部rehash到ht[1]的话，可能会导致服务器在一段时间内停止服务。所以，采用渐进式rehash的方式，详细步骤如下：

  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. 将rehashindex的值设置为0，表示rehash工作正式开始
  3. 在rehash期间，每次对字典执行增删改查操作是，程序除了执行指定的操作以外，还会顺带将ht[0]哈希表在rehashindex索引上的所有键值对rehash到ht[1]，当rehash工作完成以后，rehashindex的值+1
  4. 随着字典操作的不断执行，最终会在某一时间段上ht[0]的所有键值对都会被rehash到ht[1]，这时将rehashindex的值设置为-1，表示rehash操作结束

渐进式rehash采用的是一种分而治之的方式，将rehash的操作分摊在每一个的访问中，避免集中式rehash而带来的庞大计算量。

需要注意的是在渐进式rehash的过程，如果有增删改查操作时，如果index大于rehashindex，访问ht[0]，否则访问ht[1]。

补充一下 Redis的字典由 dict.h/dict 结构如下（rehash的重点）

typedef struct dict {
    
    //类型特性函数
    dictType *type;
    
    //私有数据
    void *privdata;

    //哈希表
    dictht ht[2];
    
    //rehash索引
    //当rehash没有进行时为-1
    int trehashidx;
}

ht 属性是一个包含两个项的数组，数组中的每个项都是一个dictht哈希表，一般情况下使用的都是ht[0]的哈希表，而ht[1]的哈希表只会在rehash的时候使用。

随着操作的进行，哈希表中的键值对会逐渐增多或减少，这时为了让哈希表负载因子位置在一个合理的范围之内就会对哈希表大小进行扩展或收缩即rehash。