Redis设计与实现（五）—— 哈希表

一、哈希表概述

在Redis中，哈希表用的很多，首先是我们的数据库，数据库表采用的就是两张哈希表，用于扩容转化，然后我们的数据类型，像Hash和Set两种类型都有Hash的编码类型，然后接下来说说Hash表

二、哈希表结构

哈希表

typedef struct dictht {
    // 哈希表数组
    dictEntry **table;

    // 哈希表大小
    unsigned long size;

    // 哈希表大小掩码，用于计算索引值
    // 总是等于 size - 1
    unsigned long sizemask;

    // 该哈希表已有节点的数量
    unsigned long used;

} dictht;

上面是我们的哈希表的总结构，我们可以看到他记录了一个size大小，指向哈希表的指针，已使用的数量。
然后来看看他的节点的类型

dictEntry

typedef struct dictEntry {

    // 键
    void *key;

    // 值
    union {
        void *val;
        uint64_t u64;
        int64_t s64;
    } v;

    // 指向下个节点，形成链表
    struct dictEntry *next;

} dictEntry;

可以看到我们的节点中会包含下一个结点的指针，K的指针，以及Value的指针

来看看我们Redis中的字典

typedef struct dict {

    // 类型特定函数
    dictType *type;

    // 私有数据
    void *privdata;

    // 哈希表两张
    dictht ht[2];

    // rehash 索引
    // 当 rehash 不在进行时，值为 -1
    int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */

} dict;

三、渐进式rehash

因为我们这边有size的字段来记录我们的哈希表的大小，当超过一定的阈值，就会进行扩容，但是如果阻塞所有操作，然后进行扩容，因为Redis是单线程的，此时不能对外响应，肯定会有很多问题，而且，我们的数据库也使用的哈希结构，如果进行扩容，当有很多数据的时候，肯定一时半会搞不定，所以Redis提出了渐进式Rehash来进行扩容，使用了两张表，然后不是一次性全部弄完的
下面介绍rehash的步骤
1、为h[1]分配空间，让我们的字典同时拥有ht[0]和ht[1]两张表
2、在字典中维护一个索引计数器变量rehashidx，初始值为0，表示rehash还没哟开始
3、在rehash运行期间，每次对字典执行添加，删除，查找，更新等操作的时候，程序除了响应这些操作外，还会顺带将ht[0]哈希表上rehashidx处索引的键值对放到ht[1]，然后将这个rehashidx++
4、最终ht[0]所有键值对都会被放到ht[1]，然后设置rehashidx为-1，表示操作已经完成

这边利用了一个懒的思想，不会一次性先把所有的数据转移，而是利用用户线程去完成一部分的操作，ConcurrentHashMap中也会依赖用户线程去进行我们的帮助扩容