Redis 字典的实现(2)

1.Redis 字典 Hash算法

根据key计算hash值

hash = dict -> type -> hashFunction(key);

根据sizemask属性和哈希值,计算出索引,ht[x]可以是ht[0]或ht[1]

index = hash & dict -> ht[x].sizemask;

Redis使用MurmurHash2算法计算键的哈希值，优点在于即使输入的键是有规律的，算法仍能给出一个很好的随机分布性。

2.解决Hash冲突

当2个或多个不同对象的Hash值相同时，会被分配到哈希表的同一个索引上，此时就称之为哈希冲突。

Redis采用链地址法解决键冲突，每个哈希节点都有一个next指针，由此指针构成一个单向链表，新添加的元素在链表表头。

3.rehash

负载因子 = 哈希表节点数量/哈希表大小

load_factor = ht[0].used / ht[0].size

当哈希表的操作不断进行，需要把哈希表的负载因子保持在一个合理范围内，需要对哈希表进行扩容或缩容操作，2种操作都通过执行再散列操作来执行(rehash)：

a.为字典的ht[1]分配空间，如果是扩容操作，ht[1]的空间为ht[0]的节点数量2倍;如果是缩容,ht[1]的空间为ht[0]节点数量的一半。

b.将ht[0]中的所有键值对rehash到ht[1]上面：rehash需要重新计算键的哈希值和索引值，然后放在ht[1]的指定位置上。

c.当ht[0]所有键值对都迁移到ht[1]上之后，释放ht[0]，就是将ht[0]表置为空表，再将ht[1]置为ht[0],并将ht[1]新建一个大小为0的空哈希表。

4.渐进式rehash

上面讲到rehash过程中，需要将ht[0]上的键值对迁移到ht[1]上，但这个过程并不是一次性操作完成的。如果需要一次性完成，就必须对当前哈希表进行锁表操作，锁表期间会导致服务的不可用，所以rehash操作需要分多次、渐进式的完成。

a.为ht[1]分配空间，字典同时持有ht[0]和ht[1]两个哈希表

b.将rehashidx值置为0，表示rehash工作开始。

c.rehash期间，所有对字典执行的读写操作，都会在ht[0]和ht[1]两个表上操作，读操作如果在ht[0]上找到，会把结果rehash到ht[1]上，如果未找到会到ht[1]上去找，保存操作只会存在ht[1]上，当rehash工作完成之后,rehashidx++;

d.随着字典操作的不断执行，最终ht[0]上所有节点会全部rehash到ht[1]上，这时将rehashidx值置为-1，表示rehash完成。