面试官：说说Redis的Hash底层 我：......（来自阅文的面试题）

为什么要从Redis源码分析

//字典结构体 
 typedef struct dict {
    dictType *type;//类型，包括一些自定义函数，这些函数使得key和value能够存储 
    void *privdata;//私有数据 
    dictht ht[2];//两张hash表 
    long rehashidx; //渐进式hash标记，如果为-1，说明没在进行hash
    unsigned long iterators; //正在迭代的迭代器数量
} dict;

//hash结构体 
typedef struct dictht {
    dictEntry **table;//真正数据的数组 
    unsigned long size;//数组的大小 
    unsigned long sizemask;//用户将hash映射到table的位置索引，他的值总是等于size-1 
    unsigned long used;//已用节点数量 
} dictht;

/* 创建并初始化字典 */
dict *dictCreate(dictType *type,
        void *privDataPtr)
{
    dict *d = zmalloc(sizeof(*d));
    _dictInit(d,type,privDataPtr);
    return d;
}

/* Initialize the hash table */
int _dictInit(dict *d, dictType *type,
        void *privDataPtr)
{
    _dictReset(&d->ht[0]);
    _dictReset(&d->ht[1]);
    d->type = type;
    d->privdata = privDataPtr;
    d->rehashidx = -1;//赋值为-1，表示未进行hash
    d->iterators = 0;
    return DICT_OK;
}

 
static int _dictExpandIfNeeded(dict *d)
{
    //判断是否处于扩容状态中，通过调用宏常量#define dictIsRehashing(d) ((d)->rehashidx != -1)
    //来判断是否可以扩容
    if (dictIsRehashing(d)) return DICT_OK;

    //判断第一个数组size是否为0,如果为0，则调用扩容方法，大小为宏常量
    //#define DICT_HT_INITIAL_SIZE     4
    if (d->ht[0].size == 0) return dictExpand(d, DICT_HT_INITIAL_SIZE);

    //下面先列出if条件中所使用到的参数 
    // static int dict_can_resize = 1;数值为1表示可以扩容
    //static unsigned int dict_force_resize_ratio = 5;
    //我们来分析if条件，如果第一个数组的所有节点数量大于等于第一个数组的大小（表示节点数据已经有些多）
    //并且可用扩容（数值为1）或者所有节点数量除以数组大小大于5
    //这个条件表示扩容那个的条件，第一个就是节点必要大于等于数组长度，
    //第二点就再可以扩容和数据太多，超过5两个中选其一
    if (d->ht[0].used >= d->ht[0].size &&
        (dict_can_resize ||
         d->ht[0].used/d->ht[0].size > dict_force_resize_ratio))
    {
        //调用扩容方法
        return dictExpand(d, d->ht[0].used*2);
    }
    return DICT_OK;
}

int dictExpand(dict *d, unsigned long size)
{
    dictht n;
    //获取扩容后真正的大小，找到比size大的最小值，且是2的倍数
    unsigned long realsize = _dictNextPower(size);

    //一些判断条件
    if (dictIsRehashing(d) || d->ht[0].used > size)
        return DICT_ERR;

    if (realsize == d->ht[0].size) return DICT_ERR;

    n.size = realsize;
    n.sizemask = realsize-1;
    n.table = zcalloc(realsize*sizeof(dictEntry*));
    n.used = 0;

    //第一个hash为null，说明在初始化 
    if (d->ht[0].table == NULL) {
        d->ht[0] = n;
        return DICT_OK;
    }
    //正在hash，给第二个hash的长度设置新的， 
    d->ht[1] = n;
    d->rehashidx = 0;//设置当前正在hash 
    return DICT_OK;
}

/* 找到比size大的最小值，且是2的倍数 */
static unsigned long _dictNextPower(unsigned long size)
{
    unsigned long i = DICT_HT_INITIAL_SIZE;

    if (size >= LONG_MAX) return LONG_MAX;
    while(1) {
        if (i >= size)
            return i;
        i *= 2;
    }
}

//重新hash这个哈希表
 // Redis的哈希表结构公有两个table数组，t0和t1，平常只使用一个t0，当需要重hash时则重hash到另一个table数组中
 //参数列表
 // 1. d: 待移动的哈希表，结构中存有目前已经重hash到哪个桶了
  //  2. n: N步进行rehash 
// 返回值 返回0说明整个表都重hash完成了，返回1代表未完成
int dictRehash(dict *d, int n) {
    int empty_visits = n*10; 
    //如果当前rehashidx=-1,则返回0，表示hash完成 
    if (!dictIsRehashing(d)) return 0;
	//分n步，而且ht[0]还有没有移动的节点 
    while(n-- && d->ht[0].used != 0) {
        dictEntry *de, *nextde;
        assert(d->ht[0].size > (unsigned long)d->rehashidx);
        //第一个循环用来更新 rehashidx 的值，因为有些桶为空，所以 rehashidx并非每次都比原来前进一个位置，而是有可能前进几个位置，但最多不超过 10。
        //将rehashidx移动到ht[0]有节点的下标，也就是table[d->rehashidx]非空
        while(d->ht[0].table[d->rehashidx] == NULL) {
            d->rehashidx++;
            if (--empty_visits == 0) return 1;
        }
        de = d->ht[0].table[d->rehashidx];  //第二个循环用来将ht[0]表中每次找到的非空桶中的链表（或者就是单个节点）拷贝到ht[1]中

        /* 利用循环讲数据节点移过去 */
        while(de) {
            unsigned int h;

            nextde = de->next;
            /* Get the index in the new hash table */
            h = dictHashKey(d, de->key) & d->ht[1].sizemask;
            de->next = d->ht[1].table[h];
            d->ht[1].table[h] = de;
            d->ht[0].used--;
            d->ht[1].used++;
            de = nextde;
        }
        d->ht[0].table[d->rehashidx] = NULL;
        d->rehashidx++;
    }

    if (d->ht[0].used == 0) {
        zfree(d->ht[0].table);
        d->ht[0] = d->ht[1];
        _dictReset(&d->ht[1]);
        d->rehashidx = -1;
        return 0;
    }

    return 1;
}