一位老哥写文怒刚 Redis 作者
你好，我是 yes。
这篇文章是关于 Redis 的一个技术类小八卦，我看完直呼 666。
这文之前发过，不过没多少人看到，并且现在我的观点也发生了点变化，所以重新修改一波。
开始表演
我无意间查到一位叫 mattsta 的老哥的 14 年写的文章，这老哥说 Redis 现在实现的 CRC 算法太简陋了！他有能提升 4 倍性能的增强版 CRC 算法 - CRCSpeed！
我马上去看了我本地 Redis 5.0 版本的源码，发现 CRC 算法并没有采纳他的增强版，还是老的实现。
我又去看了最新 6.0 的版本，发现 CRC-64 改成了 CRCSpeed 的实现，在 2020 年 4 月 28 号提交的，提交者是 antirez，也就是 Redis 的作者。
这就让我越发的好奇了，这 2014 到 2020 跨度有点大啊，到底发生了啥？
然后我又去翻了 mattsta 的 Github ，追踪了整个事情发展的历史脉络，事情越来越有意思了。
我已经迫不及待地想和大家一起再来看一遍这哥们的文章，过一遍这件事。
这哥们的文章是英文的，不过重点我在图中都标红了，也都做了相应翻译。
Fancy CRCing You Here
这老哥文章标题就有那味儿！Fancy CRCing You Here，这是要开炮了。
然后这老哥文章的第一句话就很为人着想。
简单翻译下就是 short 的人直接点链接看结果，那我肯定不 short 的啊，所以我选择接下去看。
紧接着这老哥就抛出了以下的话：
Redis 的 CRC-64 的实现有很多人拷贝到他们的项目中使用，CRC-16 也有少量拷贝。这算法是能用啊，但是可以有更好的实现。
当时我搜了下， Github 上有 2353 个项目用到了 Redis 的 CRC-64 实现，325 个项目用到了 Redis 的 CRC-16 实现。
这位老哥为他们感到惋惜，他说：唉，他们值得更好的CRC算法呀。
紧接着老哥开启了第一波输出。
简单翻一下：
Redis 决定忽略吞吐量和延迟方面的提高，因为他们更喜欢像1999年那样编码。
代价就是他们过时的传统设计慢了40倍。大家干得漂亮啊。（不知道这老哥是笔误还是故意把4倍在开头写成40倍的，我就揣测下:），那个outdated legacy design超链接跳过去就是标注着 antirez 写的 CRC-64 的实现，直接粗暴，我很喜欢)。
哎，如果现在有人写了一个代替 redis 和 memcached 的实现就好了啊。
这正面刚了一波，但是还没完，老哥紧接着开始放招。
What’s Wrong
他先说了下 CRC 本质上是无法并行的，因为下一次迭代的值取决于前一次迭代。然后又指出了 Redis 中的哪几个地方使用到 CRC。
CRC-64 用在了三个地方：
在跨实例迁移键时添加校验和，（并验证上述校验和）
为 RDB 输出添加一个校验和，用于复制和持久化（是可选项，可通过配置禁用，因为性能低）
用于内存测试
CRC-16 用在了一个地方：
作为集群中分配集群槽的键的散列函数
mattsta 接着放招：
简单翻译下：这 Redis 的实现极其简单（这个 extremely 单词我很是喜欢），就是一个简单的查表法，然后循环一个字节一个字节比过去，时间复杂度是O(N)。
先踩一波，然后抛出好的解决办法，啧啧老哥深谙此道。
What’s Better
简单翻译下：我在网上乱翻了一番，想看看其他人是如何实现 CRC-64 的。但是大部分是拷贝 Redis 的（哎，恨其不争）。
然后 mattsta 发现了 stackoverflow 有个叫 Mark 的哥们自己写了个高速版 CRC-64 实现，他将 Mark 的实现和 Redis 的实现进行了对比，发现 Mark 的版本比 Redis 版本快了400% ，分别是1.6 GB/s 和400 MB/s。
但是！Mark 和 Redis 实现的 CRC-64 属于不同的版本，没错 CRC-64 算法有很多变体。
于是 mattsta 把枪口暂时对准了 CRC，没错他喷了一波 CRC 算法本身。
原谅我的孤陋寡闻，我一直以为 pretty 和 girl 比较配，原来还能用来和 awful搭，我学到了，嗯。pretty fu..。
然后 mattsta 说我们不能直接用 Mark 的实现，但是我们可以看看是 Mark 的实现。
What’s Improved
mattsta 先展示了下 Redis 的实现，就是每个字节循环操作，然后查表。
然后他又贴出了快版本的实现。
可以看到也是查表法，不过一次不是处理 1 个字节而是 8 个字节。
mattsta 用了一个我觉得很搞笑的形容 tiger prepping to devour your entrails 。这新版本的代码看起来像一只老虎准备吃掉你的内脏！再坚持一会儿！这还是个超链接，我点过去真的是一只老虎图！
哈哈哈，容我先笑一会儿，这老哥真有意思！
然后他说强调了下这个算法快的原因，就是利用多维数组查表，每次循环可以一次处理 8 个字节。
因此对于 500 MB 的输入来说 Redis 的版本需要 5 亿次循环，而新版本只要 6250 万次。
这个slicing-by-8是英特尔公司的研究人员于 2006 年发布，也就是说利用 8 个查找表，每个查找表包含另一个 256 字节的查找表来实现一次能处理 8 个字节的 CRC-64 算法。
简单地说，就是空间换时间的操作。
于是，这位老哥找到了灵感，他要自己实现一个和 Redis 匹配的 CRC 算法。
Result
简单翻译下：就是经过一年的努力，mattsta 终于做出符合 Redis 匹配的 CRC-64 算法快速版本，而且作为额外奖励，也能用在CRC-16上噢，并且可以摒弃老版本源代码中一堆静态查找表。
可以在需要的时候再动态生成，而不是总是拖着它们使代码膨胀。
我们来看看老版本的代码确实有一堆，我截了一小段。
也就是 mattsta 写的快速 CRC 实现版本-crcspeed，不仅速度更快，而且清减了代码。
然后 mattsta 来了一波不要相信我说的话，咱们来让数据说话（傲娇.jpg）。
通过 mattsta 自己的笔记本测出的 crcspeed 从耗时、吞吐量和每字节所需CPU周期三方面来看都优于 Redis 的实现。
Real-World Impact
mattsta 又指出 crcspeed 能给Redis 带来啥呢？
简单翻译下：Redis 在生成 RDB 的时候会 fork 出子进程，因此采用的是写时复制，所以内存的增长取决于写入的负载，那么快速的结束 RDB 退出 fork 的子进程，用在 COW 的内存就会更少，而生成 RDB 的时候又用到了 CRC-64 作为校验，那么 CRC-64 校验越快，RDB 生成的就越快，用于 COW 复制而使用的内存就越少。
并且
CRC-16来映射槽的时候，如果用户正在做一些古怪的事情，比如使用 300 MB 的键，那么快速的 CRC-16 可以减少 400% 的集群槽分配开销！
这个If users are doing wacky things，我很是赞同，不管公司内部还是公司外部，你所实现的接口都要怀揣着使用者会以最大的恶意去调用来预防。
mattsta 说这是一个有效和高效的多方面的双赢！
我本以为这位老哥的文章写到这里就差不多了，然而并没有。
Minor Notes
可以看出 mattsta 是不想造轮子的，但是实在是没有轮子啊！于是他只能自己实现一个，这是个新轮子！
Resources Consulted
然后他列出了他所参考的一些资源，他首先感谢了「A PAINLESS GUIDE TO CRC ERROR DETECTION ALGORITHMS」这篇文章。
让我们学一下感谢参考资料的正确姿势。
看到没，这才是感谢的正确姿势！我们来看下它所感谢的文章的样子。
老哥说：有一说一，确实，纯路人，身为一个 txt，编写良好、格式良好，有趣。在风格、布局和语气的所有方面都经过了专家的深思熟虑。
夸了一番之后， mattsta 觉得还不够，还得加一点自己的想法。
简单翻一下：在某种程度上，互联网已经失去了保存写的好的、格式良好的、信息丰富的指南以及常见问题的解答和平易近人的研究论文的能力。我们应该努力把那部分世界夺回来。这种损失该归咎于什么呢？对风格的过分依赖？CSS？还是 JavaScript？PHP？。
世界上最好的语言警告！
看到没，这才是感谢的正确打开方式，我学废了。mattsta 老哥追求纯干货，说，别给我整一些花里胡哨的！
而且这篇文章还让 mattsta 确信他没有能力实现一个 CRC-64 算法，因此实际上他是依靠 pycrc 来实现的。
然后这位老哥又说 yahyahyah，linux kernel 也是这样用的，yahyahyah。
老哥还找到一篇介绍 slicing by 8 的放在英特尔网上的论文，不过现在已经没了。所以先嘲讽了一波英特尔，还顺带还吐槽了傻*谷歌代码，每次打开这个 pdf 都自动下载，而不是在线浏览。
暴躁老哥，真的对我胃口哈哈哈。
mattsta 老哥写的文章还没结束，后面是关于实现的细节，我就不再继续翻译下去了，文末会放原文链接，有兴趣的朋友到时候可以看看。
我们再来看身为 Redis Contributor 为何 mattsta 会写这一篇文章？不应该提 pr 直接解决吗？难道这算法有什么致命之处使得 Antirez 不接受？
我们来追踪一下！
追踪事情的来龙去脉
首先这篇文章写于 2014-12-22
mattsta 在 2013-12 开始了对 redis.io 的第一次提交。
随后 mattsta 就开始了对 Redis 的输出，在 2014-04-01，提出了相关的 issue，并且附上了自己的对比。
提出的 issue 没有受到团队成员的响应，寂寞如雪，只有一位金毛小哥，为其打 call，这个issue 此时还是 open 的。
然后在当年，2014-11-23，mattsta 创建了 crcspeed 库，并且提交了实现。
并在 2014-12-22 提交了pr，竟然和写文章是同一天！而且是先写了文章再提的 pr。
一开始我以为是提了 pr 迟迟得不到采纳，然后才一怒之下写的文章。
可以看到隔了一天有团队人员回应了，他说：我不知道这是否会被合并(我认为它应该) ，但是，该死的！这是一个伟大的提升！牛皮克拉斯！
2014-12-23，mattsta 又对 pr 做了一些补充说明，然而 antirez 还是没有回应。
直到 2015-01-10，mattsta 对 pr 又做了一波更新。
终于在 2015-02-25 号，等到了 antirez 的回复。
antirez 说，很有意思，但是我想看到固定的大于 5% 收益的可重现的测试用例，即使是综合性的测试也没事，只要明显的能在 Redis 中反映出来即可，我相信从集群的 crc16 入手测试能很简单的证明效果，现在对于合并更快的实现不是很急，不过如果有一天你完成了这样的测试，我将会很感激。
然后给这个 pr 加了个标 review - and - merge。
还加了个ps: 通常来说证明一个东西的性能提升是很重要啊，我在这里做了个例外，因为我看它单独的测试确实快了很多，我相信即使 Redis 没有使用上这个经验，但是迟早我们也会受益于它。
简单地说就是：mattsta 啊，你得搞个 Redis 相关的测试来证明它真的使得 Redis 性能提升了啊，这样我才能合并啊，不过我做个例外，是认可你这个的，给你打个标！(但是没有真正的合并)。
也就是说 antirez 其实是认可 mattsta 的实现的，但是 mattsta 没有给出和 Redis 相关的测试，所以还不能合并这个 pr。
这个 pr 就到这里过了，再也没有更新，也还是 Open 的。
mattsta 也没有继续说啥，对 Redis 输出到 2015 年初之后就不再输出了。
而 CRC-16 到现在还使用的是老版本，CRC-64 是 antirez 在时隔六年的2020-04-28做的修改，使用的就是 mattsta 的crcspeed。
再回头看
可以到 mattsta 在 2014-04-01 就提了 issue，然后没有任何回应的情况下自己研究，找了许多资料，最后实现了 crcspeed，也肝出了一篇文章，之后在同一天提了 PR，然后过了近两个月的时间得到 antirez 的回复，由其没有关于 Redis 的实质上的测试，因此不给合并，但被给予肯定。
我个人猜测 mattsta 可能还是有点生气的，这么一个通用的东西，我都给了横向对比测试了！这原理我也分析的这么清楚了！这明摆着肯定是 ok 的，你还要我测试啥！不合并拉倒！(再次傲娇.jpg)。
而 antirez 所在的角度不一样，他是 Redis 的亲爸爸。你说的没错，我认可你，但是你得拿出实质性的证明给我看看你帮我的 Redis 提升了多少，即使我知道这玩意肯定是 ok 的。
其实双方我都能理解，所处角色不同，我只能说如果我是 mattsta 我可能会在心里骂 antirez，如果我是 antirez 我觉得就该这样。
来张 mattsta 老哥的靓照，哈哈头发很多！
这篇文章讲述的就是这么个事儿。
我就是带着八卦之心来看为何身为 Contributor 的 mattsta 提的明显正确的 pr 没有被 merge，至于什么 CRC 的我不关心哈哈哈哈。
mattsta 老哥的钻研之心值得我们学习，当然还有他那搞笑的形容和五彩斑斓的感谢
参考链接
https://matt.sh/redis-crcspeed https://github.com/mattsta?tab=repositories
我是 yes，从一点点到亿点点，我们下篇见。
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