首页 > Redis 源码解读之 Rehash 的调用时机
头像
杨领well
发布于 2021-07-27 21:46
+ 关注

Redis 源码解读之 Rehash 的调用时机

Redis 源码解读之 Rehash 的调用时机

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/yanglingwell/article/details/114626169

背景和问题

本文想要解决的问题

  1. 什么时机触发 Rehash 操作?
  2. 什么时机实际执行 Rehash 函数?

    结论

    1. 什么时机触发 Rehash 操作?
      • 缩容: Redis 定时任务 serverCron 会在每个周期内检查 bucket 的使用情况。当存放 key 的数量和总 bucket 数的比例小于 HASHTABLE_MIN_FILL(10%),触发缩容 Rehash 操作。
      • 扩容:在每次调用 dictAddRaw 新增数据时,会检查 bucket 的使用比例。扩容的条件是以下之一:
        • dict_can_resize = 1 (该参数会在有 COW 操作的子进程运行时更新为 0,防止在子进程操作过程中触发 Rehash,导致内核进行大量的 Page 复制操作)
        • 当前存放的 key 的数量与 bucket 数量的比例超过了 dict_force_resize_ratio(5)
  1. 什么时机实际执行 Rehash 函数?
    • 定时任务: Redis 定时任务 serverCron 会在每个周期内执行 1ms 渐进式Rehash 操作。
    • 附着于其他操作:在 Redis 执行 dictAddRaw, dictGenericDelete, dictFind, dictGetSomeKeysdictGetRandomKey 等操作前会执行 Rehash 操作。

源码分析

dict 结构redisdb

dict 结构是 Redis 的主体,所有的用户数据都存在一个 dict 中。 dict 在整个 Redis 架构中的位置如下:

  • 一个 Redis 服务有 16 个 redisDb
  • 每个 redisDb 都维护着一个数据 dict (负责维护实际用户数据)和超时 dict(负责维护超时时间)。
  • dict 中维护着两个存数据的哈希表 dictht(维护两个dictht用于渐进式 Rehash 操作)。rehashidx 记录当前 Rehash 的状态。iterators 维护当前遍历 dict 的情况,类似于读锁。当该值大于 0 时,不能进行 Rehash 操作。(执行 dictScan 时操作会将该值加1)
    dict

渐进式 Rehash

dictRehash 实际执行 Rehash 操作,代码很简单。大概就是:将旧字典中某个 bucket 的冲突链表按照新的 Hash 规则插入新字典中。其中参数 n 指定本***作需要迁移旧字典 bucket
dictRehash

执行 Rehash 的时机

  • 定时任务
    initserver
  1. 在 redis server 初始化时,会注册一个计时器事件, 定时执行 serverCron 任务。关于 redis 的事件循环机制,有机会单独开几篇博客来介绍。挖坑不填系列(不是)
    initServer

  2. 定时任务 serverCron 的工作在源码中注释比较详细:触发过期 key 处理、监控服务运行状态、更新统计数据、渐进式 Rehash、触发 BGSAVE/AOF 及结束的子进程、处理客户端超时等等。

    当然咱们这里需要关系的是渐进式 Rehash,serverCron 通过调用 databasesCron 函数来实现。至于其他内容,有机会单独开几篇博客来介绍。挖坑不填系列+1(不是)
    serverCron

  3. 若没有子进程进行备份操作, databasesCron 会一次检查每个 DB 的表,是否需要 Rehash(见上一小节)。如果存在需要 Rehash 或正在 Rehash 的 DB,则通过 incrementallyRehash 对其进行 Rehash。一次触发仅执行一次(成功的)渐进式 Rehash 操作。
    databasesCron

  4. incrementallyRehash 分别对数据/超时时间字典进行最长 1ms 的 Rehash 操作。该函数如果实际执行了 Rehash 操作,会返回 1。
    incrementallyRehash

  5. dictRehashMilliseconds 每次执行 100 次渐进式 Rehash,持续执行 ms ms。
    dictRehashMilliseconds

  • 附着于其他操作

  • _dictRehashStep: 在 dict 执行操作过程中会调用 _dictRehashStep 函数执行一轮 Rehash 操作。
    rehashstep

  • dictAddRaw: 该函数在执行数据插入操作前,会调用 _dictRehashStep 执行一轮 Rehash 操作。
    AddRaw

  • dictGenericDelete: 该函数在执行物理/逻辑删除数据前,会调用 _dictRehashStep 执行一轮 Rehash 操作。
    Delete

  • dictFind: 该函数在执行查询数据操作前,会调用 _dictRehashStep 执行一轮 Rehash 操作。
    find

  • dictGetSomeKeys/dictGetRandomKey: 在数据逐出/过期操作时,会调用 dictGetSomeKeys/dictGetRandomKey 函数获取一些需要操作的 key。这两个函数在获取 key 之前会执行 Rehash 操作。
    get

触发 Rehash 的时机

dictExpand 函数根据当前 dict 存放的数据量,触发 Rehash 操作并设置相关参数:将 bucket 的数量扩大/缩小到 _dictNextPower(dict.size)
expand

  • 扩容: 在每次新增 key 的时候,会尝试触发扩大 bucket 数。
    在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
可以看到,扩容的条件是以下之一:

  • dict_can_resize = 1 (该参数会在有 COW 操作的子进程运行时更新为 0,防止在子进程操作过程中触发 Rehash,导致内核进行大量的 Page 复制操作)
  • 当前存放的 key 的数量与 bucket 数量的比例超过了 dict_force_resize_ratio(5) 在这里插入图片描述
  • 缩容:定时任务 serverCron 在每个周期会尝试减少 bucket 的数量。
    在这里插入图片描述
    通过源码可以知道,当存放的 key 的数量小于 bucket 数的 10% 时,会触发缩容 Rehash。
    在这里插入图片描述

参考文献

作者:杨领well
链接:https://www.nowcoder.com/discuss/689841?source_id=profile_create_nctrack&channel=-1
来源:牛客网

==================== 我是分割线 ====================
号外~ 号外~
字节跳动 2022 届校招提前批开始啦~

如何加入我们:
字节跳动校招内推码: UQAYUMY
投递链接: https://jobs.toutiao.com/s/eGx5Pv4
或直接发送简历到邮件:yangling.leo@bytedance.com

我们是谁:
字节跳动基础架构团队主要负责公司私有云建设,支撑着今日头条、抖音、西瓜视频等多款明星产品。
我们积极拥抱开源和创新的软硬件架构,构建一系列基础设施引导研发活动的最佳实践,为整个公司的发展保驾护航。

我们在找谁:
2022届获得本科及以上学历,计算机相关专业
热爱计算机科学和互联网技术
掌握扎实的计算机基础知识,深入理解数据结构、算法和操作系统知识

全部评论

(0) 回帖
加载中...
话题 回帖

相关热帖

近期热帖

历年真题 真题热练榜 24小时
技术(软件)/信息技术类
查看全部

近期精华帖

热门推荐