redis内存

1、内存消耗

    如何查看Redis中内存的消耗情况哪?可以通过 info命令,查看Redis内存消耗的相关指标,从而有助于更好的分析内存。执行命令之后有这么几个重要的指标:

属性名 属性说明
used_memory Redis分配器分配的内存总量,指Redis存储的所有数据所占的内存
used_memory_human 以可读的形式返回user_memory
used_memory_rss Redis进程占用的物理内存总量
used_memory_peak used_memory使用的峰值
used_memory_peak_human 可读格式返回used_memory_peak
used_memory_lua Lua引擎消耗的内存大小
mem_fragmentation_ratio used_memory_rss/used_memory比值,内存碎片率
mem_allocator Redis所使用的内存分配器,默认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

        重点需要关注下mem_fragmentation_ratio这个值:

    mem_fragmentation_ratio > 1 说明多出来的部分名没有用于数据存储,而是被内存碎片所消耗,相差越大,说明内存碎片率越严重。
    mem_fragmentation_ratio < 1 一般出现在Redis内存交换(Swap)到硬盘导致(used_memory > 可用最大内存时,Redis会把旧的和不适用的数据写入到硬盘,这块空间就叫Swap空间),出现这种情况需要格外关注,硬盘速度远远慢于内存,Redis性能就会变得很差,甚至僵死。

    1.1、内存消耗的划分

        Redis的内存主要包括:对象内存+缓冲内存+自身内存+内存碎片。
    这里写图片描述

    1、对象内存

        对象内存是Redis内存中占用最大一块,存储着所有的用户的数据。Redis所有的数据都采用的是key-value型数据类型,每次创建键值对的时候,都要创建两个对象,key对象和value对象。key对象都是字符串,value对象的存储方式,五种数据类型–String,List,Hash,Set,Zset。每种存储方式在使用的时候长度、数据类型不同,则占用的内存就不同。

    2、缓冲内存

        主要包括:客户端缓冲、复制积压缓冲区、AOF缓冲区
        客户端缓冲:普通的客户端的连接(大量连接),从客户端(主要是复制的时候,异地跨机房,或者主节点下有多个从节点),订阅客户端(发布订阅功能,生产大于消费就会造成积压)
        复制积压缓冲:2.8版本之后提供的可重用的固定大小缓冲区用于实现部分复制功能,默认1MB,主要是在主从同步时用到。
        AOF缓冲区:持久化用的,会先写入到缓冲区,然后根据响应的策略向磁盘进行同步,消耗的内存取决于写入的命令量和重写时间,通常很小。

    3、内存碎片

        目前可选的分配器有jemalloc、glibc、tcmalloc默认jemalloc
        出现高内存碎片问题的情况:大量的更新操作,比如append、setrange;大量的过期键删除,释放的空间无法得到有效利用
        解决办法:数据对齐,安全重启(高可用/主从切换)。

    4、自身内存

        主要指AOF/RDB重写时Redis创建的子进程内存的消耗,Linux具有写时复制技术(copy-on-write),父子进程会共享相同的物理内存页,当父进程写请求时会对需要修改的页复制出一份副本来完成写操作。
        

    2、管理内存

        设置上限
        
        Redis默认是无限使用内存。所以在使用的时候尽量的去配置maxmemory,给Redis设置内存使用上限,防止因Redis的无限使用造成系统内存耗尽。有一点需要注意的是maxmemory配置的是Redis实际使用的内存量,即used_memory,由于有内存碎片的存在,所以实际的内存使用比used_memory要大。
        Redis可以动态的执行内存的调整:

    config set maxmemory 6GB

          
          配置内存回收策略
          
          Redis的内存回收机制主要体现在两个方面上:

      对过期数据的处理
      当内存使用情况达到maxmemory时触发内存回收策略

          1. 过期键的删除
          惰性删除:什么时候执行呢?就是在客户端读取带有超时属性的键时,如果已经超过键值设置的过期时间,则删除并返回空。这样做的目的主要是为了节省CPU成本考虑,不需要单独维护TTL链表来处理过期键的删除。但是,如果单独使用这种方式存在一个问题,如果当前的键值永远不再被访问呢?就不删除了吗?那肯定不行,这就会造成内存泄漏的问题。那Redis是怎么解决的呢?Redis提供了一个定时任务的删除机制来做补充。
          
          2. 定时任务删除
          Redis内部维护了一个定时任务,默认是每秒运行十次。删除的逻辑如下图:
      这里写图片描述
          
          内存溢出控制策略
          当Redis使用的内存达到上限maxmemory后,就会根据maxmemory-policy设置的相关策略进行对应的操作,Redis支持一下6中策略:

      策略 说明
      noeviction 默认策略,不会删除任何数据,拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息(error)OOM command not allowed when used memory
      volatile-lru 只对设置有超时属性的Key根据LRU算法执行删除操作,如果没有可删除的Key,则回退到noeviction策略
      allkeys-lru 针对所有的key,根据LRU算法执行删除操作直到回收到足够内存空间
      allkeys-random 随机删除所有的键,直到腾出足够空间
      volatile-random 针对带有过期属性的键,进行删除操作,直到腾出足够空间
      volatile-ttl 根据键值对象的ttl属性,删除最近将要过期数据。如果没有,则回退到noviction策略
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