为什么要渐进式rehash？
在Redis中，哈希表是实现快速键值对查找的关键数据结构，但随着数据的增加，哈希表可能会因为冲突过多或空间不足而需要扩容；相反，当数据大量删除后，哈希表也可能因为空间利用率过低而需要缩容。在扩容和缩容过程中，由于长度变化会导致key的索引变化，为了避免一次性rehash操作带来的长时间阻塞和性能影响，Redis采用了渐进式rehash策略。
渐进式rehash的基本原理
- 分步迁移：渐进式rehash不是一次性将所有键值对从旧哈希表迁移到新哈希表，而是将这个迁移过程分散到多个时间片中，每次只迁移一小部分数据。
- 双哈希表：在rehash过程中，Redis会同时使用两个哈希表（通常称为ht[0]和ht[1]），其中ht[0]是原始哈希表，ht[1]是新分配的哈希表（容量更大或更小）。
- 逐步迁移：在Redis处理客户端请求的过程中，每次操作前都会检查是否需要执行rehash。如果需要，就会从ht[0]中迁移一部分数据到ht[1]。
渐进式rehash的实现过程
- 触发条件：
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- 当哈希表的负载因子（已存储键值对数量 / 哈希表大小）超过预设的扩容阈值时（如5），Redis会触发扩容rehash。
- Redis的定时任务（如serverCron）会定期检查哈希表的使用情况，当负载因子低于缩容阈值（如10%）时，会触发缩容rehash。
- 迁移过程：
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- Redis会设置一个全局变量rehashidx来记录当前rehash的进度。
- 在处理每个客户端请求时，如果rehashidx小于ht[0]的大小，Redis就会从ht[0]的rehashidx索引位置所对应的链表中的所有键值对迁移到ht[1]相应的哈希桶中，并将rehashidx加1。
- 这个过程会持续进行，直到ht[0]中的所有键值对都被迁移到ht[1]。
- 完成rehash：
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- 当rehashidx达到ht[0]的大小时，说明rehash过程已完成。
- Redis会将ht[1]替代ht[0]成为新的主哈希表，并释放掉旧的ht[0]，同时重置rehashidx为-1，等待下次需要rehash时再次启用。
渐进式rehash的优点
- 减少阻塞：通过将rehash过程分散到多个时间片中，避免了单次操作带来的长时间阻塞。
- 提高性能：在rehash过程中，Redis仍然可以正常处理客户端请求，保证了服务的连续性和性能。
- 空间利用：通过及时的扩容和缩容，保证了哈希表的空间利用率和查询效率。