Redis rehash 是什么？
Redis rehash 是一种渐进式的哈希表扩展或收缩的机制，用于保持哈希表的负载因子在一个合理的范围内，提高哈希表的性能和空间利用率12。
哈希表是 Redis 的基础数据结构，用于存储键值对。哈希表由一个数组和一个链表组成，数组的每个元素是一个指向链表的指针，链表中存放着具有相同索引值的键值对。索引值是通过对键计算哈希值并与数组大小取模得到的34。
当哈希表中存储的键值对数量增加或减少时，哈希表的负载因子（load factor）也会变化。负载因子是哈希表已保存节点数量和哈希表大小的比值15。如果负载因子过高，说明哈希表中的冲突较多，会影响查找、插入和删除操作的效率；如果负载因子过低，说明哈希表中的空间浪费较多，会占用过多的内存资源。
为了解决这个问题，Redis 设计了 rehash 机制，当以下条件中的任意一个被满足时，程序会自动开始对哈希表执行扩展操作：
- 服务器目前没有在执行 BGSAVE 命令或者 BGREWRITEAOF 命令， 并且哈希表的负载因子大于等于 1 ；
- 服务器目前正在执行 BGSAVE 命令或者 BGREWRITEAOF 命令， 并且哈希表的负载因子大于等于 5 ；
另一方面，当哈希表的负载因子小于 0.1 时，程序自动开始对哈希表执行收缩操作15。
Redis rehash 的过程是怎样的？
Redis rehash 的过程是渐进式的，也就是说，并不是一次性地将所有键值对从旧的哈希表迁移到新的哈希表，而是分多次进行，在每次执行某个哈希表操作时，顺便将一部分键值对进行 rehash ，直到完成整个 rehash 过程。
具体来说，Redis 的字典（dict）结构中有两个哈希表（ht[0] 和 ht1），还有一个 rehashidx 用来控制 rehash 进度。平时只使用 ht[0] 存储数据，当需要进行 rehash 时，会为 ht1 分配空间，并根据扩展或收缩操作确定新的数组大小。然后将 rehashidx 设置为 0 ，表示开始 rehash 。每次执行某个哈希表操作时（如添加、删除、查找等），都会顺便将 ht[0] 中索引为 rehashidx 的链表上的所有键值对迁移到 ht1 中，并将 rehashidx 加一。这样，在多次执行哈希表操作后，最终会将 ht[0] 中的所有键值对都迁移到 ht1 中。此时，释放 ht[0] ，将 ht1 设置为 ht[0] ，并为 ht1 分配一个空白哈希表，为下一次 rehash 做准备。同时，将 rehashidx 设置为 -1 ，表示 rehash 结束12。
Redis rehash 的优点和缺点是什么？
Redis rehash 的优点是：
- 可以避免一次性的大规模内存分配和数据迁移，减少内存碎片和性能抖动；
- 可以根据负载因子的变化动态地调整哈希表的大小，保持哈希表的高效和节省；
- 可以在 rehash 过程中同时处理对哈希表的读写操作，不影响正常的服务功能；
Redis rehash 的缺点是：
- 需要额外的空间和时间来维护两个哈希表和 rehashidx ，增加了复杂度和开销；
- 在 rehash 过程中，对哈希表的操作需要同时考虑两个哈希表，增加了逻辑判断和计算量；
- 在 rehash 过程中，如果发生故障或重启，可能会导致数据丢失或不一致；