上一节说过, 扩展或收缩哈希表需要将 `ht[0]` 里面的所有键值对 rehash 到 `ht[1]` 里面, 但是, 这个 rehash 动作并不是一次性、集中式地完成的, 而是分多次、渐进式地完成的。
这样做的原因在于, 如果 `ht[0]` 里只保存着四个键值对, 那么服务器可以在瞬间就将这些键值对全部 rehash 到 `ht[1]` ; 但是, 如果哈希表里保存的键值对数量不是四个, 而是四百万、四千万甚至四亿个键值对, 那么要一次性将这些键值对全部 rehash 到 `ht[1]` 的话, 庞大的计算量可能会导致服务器在一段时间内停止服务。
因此, 为了避免 rehash 对服务器性能造成影响, 服务器不是一次性将 `ht[0]` 里面的所有键值对全部 rehash 到 `ht[1]` , 而是分多次、渐进式地将 `ht[0]` 里面的键值对慢慢地 rehash 到 `ht[1]` 。
以下是哈希表渐进式 rehash 的详细步骤:
1. 为 `ht[1]` 分配空间, 让字典同时持有 `ht[0]` 和 `ht[1]` 两个哈希表。
2. 在字典中维持一个索引计数器变量 `rehashidx` , 并将它的值设置为 `0` , 表示 rehash 工作正式开始。
3. 在 rehash 进行期间, 每次对字典执行添加、删除、查找或者更新操作时, 程序除了执行指定的操作以外, 还会顺带将 `ht[0]` 哈希表在 `rehashidx` 索引上的所有键值对 rehash 到 `ht[1]` , 当 rehash 工作完成之后, 程序将 `rehashidx` 属性的值增一。
4. 随着字典操作的不断执行, 最终在某个时间点上, `ht[0]` 的所有键值对都会被 rehash 至 `ht[1]` , 这时程序将 `rehashidx` 属性的值设为 `-1` , 表示 rehash 操作已完成。
渐进式 rehash 的好处在于它采取分而治之的方式, 将 rehash 键值对所需的计算工作均滩到对字典的每个添加、删除、查找和更新操作上, 从而避免了集中式 rehash 而带来的庞大计算量。
图 4-12 至图 4-17 展示了一次完整的渐进式 rehash 过程, 注意观察在整个 rehash 过程中, 字典的 `rehashidx` 属性是如何变化的。
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## 渐进式 rehash 执行期间的哈希表操作
因为在进行渐进式 rehash 的过程中, 字典会同时使用 `ht[0]` 和 `ht[1]` 两个哈希表, 所以在渐进式 rehash 进行期间, 字典的删除(delete)、查找(find)、更新(update)等操作会在两个哈希表上进行: 比如说, 要在字典里面查找一个键的话, 程序会先在 `ht[0]` 里面进行查找, 如果没找到的话, 就会继续到 `ht[1]` 里面进行查找, 诸如此类。
另外, 在渐进式 rehash 执行期间, 新添加到字典的键值对一律会被保存到 `ht[1]` 里面, 而 `ht[0]` 则不再进行任何添加操作: 这一措施保证了 `ht[0]` 包含的键值对数量会只减不增, 并随着 rehash 操作的执行而最终变成空表。
- 介绍
- 前言
- 致谢
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- 第一部分:数据结构与对象
- 简单动态字符串
- SDS 的定义
- SDS 与 C 字符串的区别
- SDS API
- 重点回顾
- 参考资料
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- 链表和链表节点的实现
- 链表和链表节点的 API
- 重点回顾
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- 字典的实现
- 哈希算法
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- 渐进式 rehash
- 字典 API
- 重点回顾
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- 跳跃表的实现
- 跳跃表 API
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- 有序集合对象
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