面试题：Redis字典中哈希表的扩容机制是怎样的

Question

请详细阐述Redis字典中哈希表在什么情况下会进行扩容，以及扩容的具体步骤是什么。

Answer 1

扩容情况

1. 负载因子过高：Redis 中通过负载因子（load factor）来衡量哈希表的装填程度，计算公式为：负载因子 = 哈希表已保存节点数量 / 哈希表大小。当负载因子大于等于 1 且服务器目前没有在执行 BGSAVE 命令或者 BGREWRITEAOF 命令时，Redis 会对哈希表进行扩容。另外，当负载因子大于等于 5 时，无论服务器是否在执行持久化相关命令，都会强制进行扩容。
2. 哈希表为空：在 Redis 初始化字典时，如果哈希表为空，会立即为哈希表分配空间，此时也相当于一种特殊的“扩容”。

扩容步骤

1. 分配空间：为新的哈希表分配更大的内存空间。新哈希表的大小一般是原哈希表大小的 2 倍，如果原哈希表大小为 0，则新哈希表大小为 4。
2. 设置新哈希表：将新分配的哈希表设置为字典的 ht[1]，原哈希表仍保留在 ht[0]。
3. 数据迁移：逐步将 ht[0] 中的所有键值对重新计算哈希值并插入到 ht[1] 中。在数据迁移过程中，Redis 不是一次性迁移完所有数据，而是在每次对字典执行增删改查操作时，顺便从 ht[0] 中迁移一部分数据到 ht[1]。
4. 切换哈希表：当 ht[0] 中的所有键值对都迁移到 ht[1] 后，释放 ht[0] 所占用的内存空间，将 ht[1] 设置为 ht[0]，并将 ht[1] 重新初始化为空哈希表，为下一次扩容做准备。