面试题：Redis渐进式rehash中如何进行资源分配

Question

请阐述Redis在渐进式rehash过程中，对内存等资源是如何分配与管理的，以及这样做的好处是什么？

Answer 1

Redis渐进式rehash内存分配与管理

1. 数据结构调整：Redis使用两个哈希表（ht[0]和ht[1]）来实现渐进式rehash。开始时，所有数据都在ht[0]中。当需要进行rehash（如哈希表元素数量达到负载因子阈值）时，会分配ht[1]，其大小通常是ht[0]的两倍或其他合适的扩展倍数。
2. 逐步迁移：在渐进式rehash过程中，不是一次性将ht[0]中的所有数据迁移到ht[1]，而是每次处理客户端请求时，从ht[0]中迁移一小部分数据到ht[1]。具体来说，会在每次执行命令时，顺带将ht[0]中索引为rehashidx的桶及其关联的键值对迁移到ht[1]，然后将rehashidx加1。这样，随着时间推移，ht[0]中的数据逐渐迁移到ht[1]。在迁移过程中，对于查找操作，如果在ht[0]中未找到，还会去ht[1]中查找；写入操作则直接写入ht[1]。当ht[0]中的数据全部迁移完毕，ht[0]会被释放，ht[1]成为新的ht[0]，下次rehash时再重新分配ht[1]。

好处

1. 避免性能峰值：如果一次性进行rehash，在数据量较大时，会消耗大量CPU时间，导致Redis在这段时间内响应变慢甚至无响应。渐进式rehash将rehash操作分摊到多次请求处理中，避免了因集中式rehash造成的性能峰值，保证了Redis在rehash过程中仍能正常提供服务，对客户端请求的响应时间影响较小。
2. 合理利用内存：在渐进式rehash过程中，虽然在一段时间内会存在两个哈希表占用内存，但由于是逐步迁移，并非瞬间将所有数据复制到新的哈希表，所以不会在短时间内造成内存的急剧增加。并且当迁移完成后，旧的哈希表（ht[0]）会被释放，保证了内存的合理使用，避免了因一次性分配新哈希表空间而可能导致的内存不足问题。