哈希表是一種保存鍵值對（key-value）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

哈希表優(yōu)點在于，它能以 O(1) 的復(fù)雜度快速查詢數(shù)據(jù)。

怎么做到的呢？

將 key 通過 Hash 函數(shù)的計算，就能定位數(shù)據(jù)在表中的位置，因為哈希表實際上是數(shù)組，所以可以通過索引值快速查詢到數(shù)據(jù)。

在哈希表大小固定的情況下，隨著數(shù)據(jù)不斷增多，那么哈希沖突的可能性也會越高。

Redis 采用了**「鏈?zhǔn)焦！?*來解決哈希沖突，在不擴容哈希表的前提下，將具有相同哈希值的數(shù)據(jù)串起來，形成鏈接起，以便這些數(shù)據(jù)在表中仍然可以被查詢到

1.哈希沖突

哈希表實際上是一個數(shù)組，數(shù)組里的每一個元素就是一個哈希桶

當(dāng)一個鍵值對的鍵經(jīng)過 Hash 函數(shù)計算后得到哈希值，再將(哈希值 % 哈希表大小)取模計算，得到的結(jié)果值就是該 key-value 對應(yīng)的數(shù)組元素位置，也就是第幾個哈希桶

當(dāng)有兩個以上數(shù)量的 kay 被分配到了哈希表中同一個哈希桶上時，此時稱這些 key 發(fā)生了沖突

2.鏈?zhǔn)焦?/h2>

鏈?zhǔn)焦Ｊ窃趺磳崿F(xiàn)的？

實現(xiàn)的方式就是每個哈希表節(jié)點都有一個 next 指針，用于指向下一個哈希表節(jié)點，因此多個哈希表節(jié)點可以用 next指針構(gòu)成一個單項鏈表，被分配到同一個哈希桶上的多個節(jié)點可以用這個單項鏈表連接起來，這樣就解決了哈希沖突。

隨著鏈表長度的增加，在查詢這一位置上的數(shù)據(jù)的耗時就會增加，因為鏈表的查詢的時間復(fù)雜度是 O(n)。

3.rehash

Redis 定義一個 dict 結(jié)構(gòu)體，這個結(jié)構(gòu)體里定義了兩個哈希表（ht[2]）

之所以定義了 2 個哈希表，是因為進(jìn)行 rehash 的時候，需要用上 2 個哈希表
在正常服務(wù)請求階段，插入的數(shù)據(jù)，都會寫入到「哈希表 1」，此時的「哈希表 2 」 并沒有被分配空間。

隨著數(shù)據(jù)逐步增多，觸發(fā)了 rehash 操作，這個過程分為三步：

1.給「哈希表 2」 分配空間，一般會比「哈希表 1」 大 2 倍；
2.將「哈希表 1 」的數(shù)據(jù)遷移到「哈希表 2」 中；
3.遷移完成后，「哈希表 1 」的空間會被釋放，并把「哈希表 2」 設(shè)置為「哈希表 1」，然后在「哈希表 2」 新創(chuàng)建一個空白的哈希表，為下次 rehash 做準(zhǔn)備。

第二步很有問題，如果「哈希表 1 」的數(shù)據(jù)量非常大，那么在遷移至「哈希表 2 」的時候，因為會涉及大量的數(shù)據(jù)拷貝，此時可能會對 Redis 造成阻塞，無法服務(wù)其他請求

4.漸進(jìn)式 rehash

為了避免 rehash 在數(shù)據(jù)遷移過程中，因拷貝數(shù)據(jù)的耗時，影響 Redis 性能的情況

漸進(jìn)式 rehash 步驟如下：

1.給「哈希表 2」 分配空間；
2.在 rehash 進(jìn)行期間，每次哈希表元素進(jìn)行新增、刪除、查找或者更新操作時，Redis 除了會執(zhí)行對應(yīng)的操作之外，還會順序?qū)ⅰ腹１?1 」中索引位置上的所有 key-value 遷移到「哈希表 2」 上；
3.隨著處理客戶端發(fā)起的哈希表操作請求數(shù)量越多，最終在某個時間點會把「哈希表 1 」的所有 key-value 遷移到「哈希表 2」，從而完成 rehash 操作。

把一次性大量數(shù)據(jù)遷移工作的開銷，分?jǐn)偟搅硕啻翁幚碚埱蟮倪^程中，避免了一次性 rehash 的耗時操作

1.查找一個 key 的值的話，先會在「哈希表 1」 里面進(jìn)行查找，如果沒找到，就會繼續(xù)到哈希表 2 里面進(jìn)行找到。

2.新增一個 key-value 時，會被保存到「哈希表 2 」里面，而「哈希表 1」 則不再進(jìn)行任何添加操作，這樣保證了「哈希表 1 」的 key-value 數(shù)量只會減少，隨著 rehash 操作的完成，最終「哈希表 1 」就會變成空表

5.rehash 觸發(fā)條件

觸發(fā)條件跟**負(fù)載因子（load factor）**有關(guān)系。

主要有兩個：

1.當(dāng)負(fù)載因子大于等于 1 ，并且 Redis 沒有在執(zhí)行 bgsave 命令或者 bgrewiteaof 命令，也就是沒有執(zhí)行 RDB 快照或沒有進(jìn)行 AOF 重寫的時候，就會進(jìn)行 rehash 操作。
2.當(dāng)負(fù)載因子大于等于 5 時，此時說明哈希沖突非常嚴(yán)重了，不管有沒有有在執(zhí)行 RDB 快照或 AOF 重寫，都會強制進(jìn)行 rehash 操作

到此這篇關(guān)于Redis之常用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)哈希表的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis哈希表內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

最新評論