redis內存

1、內存消耗

    如何查看Redis中內存的消耗情況哪？可以通過 info命令，查看Redis內存消耗的相關指標，從而有助於更好的分析內存。執行命令之後有這麼幾個重要的指標：

屬性名	屬性說明
used_memory	Redis分配器分配的內存總量，指Redis存儲的所有數據所佔的內存
used_memory_human	以可讀的形式返回user_memory
used_memory_rss	Redis進程佔用的物理內存總量
used_memory_peak	used_memory使用的峯值
used_memory_peak_human	可讀格式返回used_memory_peak
used_memory_lua	Lua引擎消耗的內存大小
mem_fragmentation_ratio	used_memory_rss/used_memory比值，內存碎片率
mem_allocator	Redis所使用的內存分配器，默認jemalloc

used_memory:1038744104
used_memory_human:990.62M
used_memory_rss:5811122176
used_memory_peak:4563077088
used_memory_peak_human:4.25G
used_memory_lua:35840
mem_fragmentation_ratio:5.59
mem_allocator:libc

    重點需要關注下mem_fragmentation_ratio這個值：

mem_fragmentation_ratio > 1 說明多出來的部分名沒有用於數據存儲，而是被內存碎片所消耗，相差越大，說明內存碎片率越嚴重。
mem_fragmentation_ratio < 1 一般出現在Redis內存交換（Swap）到硬盤導致（used_memory > 可用最大內存時，Redis會把舊的和不適用的數據寫入到硬盤，這塊空間就叫Swap空間），出現這種情況需要格外關注，硬盤速度遠遠慢於內存，Redis性能就會變得很差，甚至僵死。

1.1、內存消耗的劃分

    Redis的內存主要包括：對象內存+緩衝內存+自身內存+內存碎片。

1、對象內存

    對象內存是Redis內存中佔用最大一塊，存儲着所有的用戶的數據。Redis所有的數據都採用的是key-value型數據類型，每次創建鍵值對的時候，都要創建兩個對象，key對象和value對象。key對象都是字符串，value對象的存儲方式，五種數據類型–String，List，Hash，Set，Zset。每種存儲方式在使用的時候長度、數據類型不同，則佔用的內存就不同。

2、緩衝內存

    主要包括：客戶端緩衝、複製積壓緩衝區、AOF緩衝區
    客戶端緩衝：普通的客戶端的連接（大量連接），從客戶端（主要是複製的時候，異地跨機房，或者主節點下有多個從節點），訂閱客戶端（發佈訂閱功能，生產大於消費就會造成積壓）
    複製積壓緩衝：2.8版本之後提供的可重用的固定大小緩衝區用於實現部分複製功能，默認1MB，主要是在主從同步時用到。
    AOF緩衝區：持久化用的，會先寫入到緩衝區，然後根據響應的策略向磁盤進行同步，消耗的內存取決於寫入的命令量和重寫時間，通常很小。

3、內存碎片

    目前可選的分配器有jemalloc、glibc、tcmalloc默認jemalloc
    出現高內存碎片問題的情況：大量的更新操作，比如append、setrange；大量的過期鍵刪除，釋放的空間無法得到有效利用
    解決辦法：數據對齊，安全重啓（高可用/主從切換）。

4、自身內存

    主要指AOF/RDB重寫時Redis創建的子進程內存的消耗，Linux具有寫時複製技術（copy-on-write），父子進程會共享相同的物理內存頁，當父進程寫請求時會對需要修改的頁複製出一份副本來完成寫操作。
    

2、管理內存

    設置上限
    
    Redis默認是無限使用內存。所以在使用的時候儘量的去配置maxmemory，給Redis設置內存使用上限，防止因Redis的無限使用造成系統內存耗盡。有一點需要注意的是maxmemory配置的是Redis實際使用的內存量，即used_memory，由於有內存碎片的存在，所以實際的內存使用比used_memory要大。
    Redis可以動態的執行內存的調整：

config set maxmemory 6GB

    
    配置內存回收策略
    
    Redis的內存回收機制主要體現在兩個方面上：

對過期數據的處理
當內存使用情況達到maxmemory時觸發內存回收策略

    1. 過期鍵的刪除
    惰性刪除：什麼時候執行呢？就是在客戶端讀取帶有超時屬性的鍵時，如果已經超過鍵值設置的過期時間，則刪除並返回空。這樣做的目的主要是爲了節省CPU成本考慮，不需要單獨維護TTL鏈表來處理過期鍵的刪除。但是，如果單獨使用這種方式存在一個問題，如果當前的鍵值永遠不再被訪問呢？就不刪除了嗎？那肯定不行，這就會造成內存泄漏的問題。那Redis是怎麼解決的呢？Redis提供了一個定時任務的刪除機制來做補充。
    
    2. 定時任務刪除
    Redis內部維護了一個定時任務，默認是每秒運行十次。刪除的邏輯如下圖：

    
    內存溢出控制策略
    當Redis使用的內存達到上限maxmemory後，就會根據maxmemory-policy設置的相關策略進行對應的操作，Redis支持一下6中策略：

策略	說明
noeviction	默認策略，不會刪除任何數據，拒絕所有寫入操作並返回客戶端錯誤信息（error）OOM command not allowed when used memory
volatile-lru	只對設置有超時屬性的Key根據LRU算法執行刪除操作，如果沒有可刪除的Key，則回退到noeviction策略
allkeys-lru	針對所有的key，根據LRU算法執行刪除操作直到回收到足夠內存空間
allkeys-random	隨機刪除所有的鍵，直到騰出足夠空間
volatile-random	針對帶有過期屬性的鍵，進行刪除操作，直到騰出足夠空間
volatile-ttl	根據鍵值對象的ttl屬性，刪除最近將要過期數據。如果沒有，則回退到noviction策略