Redis渐进式rehash的前世今生

我们知道HashMap在扩容时，有一个rehash的过程，但是Redis的rehash却与众不同，它采用渐进式rehash，即在不中断服务的情况下对哈希表进行扩容。下面我们就来详细了解一下Redis渐进式rehash的原理、实现、好处和局限性。

Redis渐进式rehash原理

Redis的哈希表是一个由多个槽（slot）组成的数组，每个槽包含一定数量的键值对。在渐进式rehash过程中，Redis会将哈希表分成两个部分：旧的哈希表和新的哈希表。旧的哈希表包含所有现有的键值对，而新的哈希表是空的。

渐进式rehash的具体过程如下：

1. Redis首先将哈希表分成两部分：旧的哈希表和新的哈希表。
2. Redis将旧的哈希表中的键值对逐步迁移到新的哈希表中。
3. 当所有键值对都迁移到新的哈希表中后，Redis将旧的哈希表删除，新的哈希表成为唯一的哈希表。

Redis渐进式rehash实现

Redis渐进式rehash的实现主要依赖于两个数据结构：槽（slot）和迁移键（migrating key）。

• 槽（slot） ：哈希表被分成多个槽，每个槽包含一定数量的键值对。槽的大小是固定的，并且每个键值对只能属于一个槽。
• 迁移键（migrating key） ：当一个键值对被迁移到新的哈希表中时，Redis会将该键值对标记为迁移键。迁移键不会被旧的哈希表和新的哈希表同时包含，只能被其中一个哈希表包含。

Redis渐进式rehash的具体实现如下：

1. Redis首先将哈希表分成两部分：旧的哈希表和新的哈希表。
2. Redis将旧的哈希表中的键值对逐步迁移到新的哈希表中。Redis会首先选择一个槽，然后将该槽中的所有键值对迁移到新的哈希表中。
3. 当一个键值对被迁移到新的哈希表中时，Redis会将该键值对标记为迁移键。
4. Redis会定期检查旧的哈希表中是否有迁移键。如果有迁移键，Redis会将该迁移键从旧的哈希表中删除。
5. 当所有键值对都迁移到新的哈希表中后，Redis将旧的哈希表删除，新的哈希表成为唯一的哈希表。

Redis渐进式rehash好处

Redis渐进式rehash的主要好处是避免了哈希表扩容时需要完全重建，从而提高了扩容的效率。此外，渐进式rehash还可以帮助Redis在扩容时更均匀地分布键值对，从而提高哈希表的性能。

Redis渐进式rehash局限性

Redis渐进式rehash也有一些局限性，主要体现在以下几个方面：

• 渐进式rehash可能会导致哈希表在一段时间内处于不一致的状态。
• 渐进式rehash可能会对Redis的性能产生一定的影响。
• 渐进式rehash不适用于所有场景。例如，当哈希表中的键值对数量非常多时，渐进式rehash可能会导致哈希表扩容时间过长。

总结

Redis渐进式rehash是一种在不中断服务的情况下对哈希表进行扩容的机制，它通过将哈希表分成多个槽来实现，每个槽包含一定数量的键值对。在扩容时，Redis会逐步将键值对从旧的槽迁移到新的槽，从而减少对服务的的影响。渐进式rehash的主要好处是避免了哈希表扩容时需要完全重建，从而提高了扩容的效率。此外，渐进式rehash还可以帮助Redis在扩容时更均匀地分布键值对，从而提高哈希表的性能。