redis渐进式 rehash
转载(http://redisbook.com/preview/dict/incremental_rehashing.html)
上一节说过, 扩展或收缩哈希表需要将 ht[0]
里面的所有键值对 rehash 到 ht[1]
里面, 但是, 这个 rehash 动作并不是一次性、集中式地完成的, 而是分多次、渐进式地完成的。
这样做的原因在于, 如果 ht[0]
里只保存着四个键值对, 那么服务器可以在瞬间就将这些键值对全部 rehash 到 ht[1]
; 但是, 如果哈希表里保存的键值对数量不是四个, 而是四百万、四千万甚至四亿个键值对, 那么要一次性将这些键值对全部 rehash 到 ht[1]
的话, 庞大的计算量可能会导致服务器在一段时间内停止服务。
因此, 为了避免 rehash 对服务器性能造成影响, 服务器不是一次性将 ht[0]
里面的所有键值对全部 rehash 到 ht[1]
, 而是分多次、渐进式地将 ht[0]
里面的键值对慢慢地 rehash 到 ht[1]
。
以下是哈希表渐进式 rehash 的详细步骤:
- 为
ht[1]
分配空间, 让字典同时持有ht[0]
和ht[1]
两个哈希表。 - 在字典中维持一个索引计数器变量
rehashidx
, 并将它的值设置为0
, 表示 rehash 工作正式开始。 - 在 rehash 进行期间, 每次对字典执行添加、删除、查找或者更新操作时, 程序除了执行指定的操作以外, 还会顺带将
ht[0]
哈希表在rehashidx
索引上的所有键值对 rehash 到ht[1]
, 当 rehash 工作完成之后, 程序将rehashidx
属性的值增一。 - 随着字典操作的不断执行, 最终在某个时间点上,
ht[0]
的所有键值对都会被 rehash 至ht[1]
, 这时程序将rehashidx
属性的值设为-1
, 表示 rehash 操作已完成。
渐进式 rehash 的好处在于它采取分而治之的方式, 将 rehash 键值对所需的计算工作均滩到对字典的每个添加、删除、查找和更新操作上, 从而避免了集中式 rehash 而带来的庞大计算量。
图 4-12 至图 4-17 展示了一次完整的渐进式 rehash 过程, 注意观察在整个 rehash 过程中, 字典的 rehashidx
属性是如何变化的。
渐进式 rehash 执行期间的哈希表操作
因为在进行渐进式 rehash 的过程中, 字典会同时使用 ht[0]
和 ht[1]
两个哈希表, 所以在渐进式 rehash 进行期间, 字典的删除(delete)、查找(find)、更新(update)等操作会在两个哈希表上进行: 比如说, 要在字典里面查找一个键的话, 程序会先在 ht[0]
里面进行查找, 如果没找到的话, 就会继续到 ht[1]
里面进行查找, 诸如此类。
另外, 在渐进式 rehash 执行期间, 新添加到字典的键值对一律会被保存到 ht[1]
里面, 而 ht[0]
则不再进行任何添加操作: 这一措施保证了 ht[0]
包含的键值对数量会只减不增, 并随着 rehash 操作的执行而最终变成空表。
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