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作爲內存數據庫，內存空間大小對於 Redis 來說是至關重要的。內存越多，意味着存儲的數據也會越多。但是不知道你有沒有遇到過這樣的情況，明明空間很大，但是內存的使用卻不是很理想。
爲什麼會出現這樣的情況呢？這期我們就來看看這個"詭異"的事件。
坐好了，準備發車！
圖注：思維導圖
查看內存使用情況
首先想要知道 Redis 內存的使用情況，我們就需要獲取相關的信息。
Redis 中查看內存相關信息是很簡單的，只需要在命令行輸入『info memory』就可以看到各種相關數據。在這裏我羅列了一些較爲重要的參數：
used_memory：已經使用了的內存大小。
used_memory_rss：redis 物理內存的大小。
mem_fragmentation_ratio：內存碎片率。
這裏有一個內存碎片率的名詞需要關注下，它可以用來表示當前的內存使用情況。
具體計算方式：
對於內存碎片率，一般保持在 1~1.5 之間是最合理的。
什麼是內存碎片
瞭解了內存碎片率，那什麼是內存碎片呢？
定義是這樣的：由於一塊連續空閒的空間比所要申請的空間小，導致這塊空間不可用，對於內存整體來說就是內存碎片。
舉個例子：
假設有一塊 100MB 的連續空閒內存空間，你每次都會從中申請一塊 30MB 的內存。那麼當你申請了 3 次後，這塊內存就只剩下了 10MB 的空間，第 4 次申請的時候就會失敗。如果沒有其它的空間釋放並且每次申請的空間都比 10MB 大，那麼剩下的空間對於整塊內存來說就是內存碎片。
導致內存碎片的原因
Redis 中，最常用的是寫入、修改、刪除數據。這些操作在執行後都會產生 一定程度的內存碎片。
寫入數據
Redis 中分配內存是根據固定的大小來劃分內存空間的。爲了減少分配次數，Redis 會根據申請的內存最接近的固定值分配相應大小的空間。
什麼意思呢，假如 Redis 按照 8 字節、16 字節、32 字節、48 字節等來分配內存。當你想要存儲一個 18 字節的數據時，此時 Redis 就會分配 32 字節（因爲 32 是與 18 最接近的固定值）。如果這時候，再寫入的數據需要的內存空間在 14 個字節內，那 Redis 就無需再進行分配了。
這就像你有不同的箱子，爲了裝東西，你需要找一個體積最接近的箱子來裝。但是裝進去後，你發現還有空間可以放一些小東西，就無需再找箱子了。
但是，這種分配空間的方式會帶來一定程度的內存碎片。我們可以把固定大小的劃分空間看成不同體積的箱子，每種箱子裏的空間不同程度上都會有剩餘。這些剩餘的空間就是內存碎片。
修改數據
鍵值對進行修改時，可能會變大也會變小，相應的就會佔用額外空間或者釋放不用的空間。
如圖中所示，當前 A、B、C 分別佔用了 3、2、4 個字節，將 A 從 3 字節修改爲 2 字節時，此時就會有 1 個字節的空間空了出來，這時就會出現 1 個字節的碎片。
那如果我將數據 A 從 3 字節修改爲 4 字節呢？此時爲了保持數據 A 的空間連續性，操作系統會把 B 拷貝到別的空間。此時又會出現 1 個字節的碎片。
刪除數據
理解了修改數據，刪除數據就很容易明白了。還是上邊的例子，此時刪除了數據 B，那麼就釋放了 2 個字節的空間。這樣對於整個內存空間來說就產生了 2 個字節的碎片。
如何解決內存碎片
你可能會有疑問，內存碎片會有什麼危害呢？
我們還是以上邊的箱子來表示。你想想，如果你要把這些箱子都裝上車運走，每個箱子裏都有空出來的空間（內存碎片），那麼運行一次的效率及性價比是不是會很低。同樣，在 Redis 中，由於大量的碎片存在，會導致實際利用率變低。
那麼我們有沒有辦法來解決內存碎片呢？
推倒重來
第一種方式很簡單，直接推倒重來。也就是把 Redis 直接重啓完事兒，內存一斷電全世界就清淨。但是這種暴力省事的方式卻有很多隱患。
生產環境中你這麼搞的話得提前燒燒香，保佑不會出什麼問題。如果你沒進行過持久化，那麼就別燒了，燒了也沒用。如果有持久化的話，那麼恢復時長還得取決你持久化文件的大小，在這個階段還無法提供服務。糟心不？
空間置換
那麼有沒有不這麼刺激的方式。
有的，高版本的 Redis 提供了內存碎片清理的方式。一言以蔽之，就是空間置換。
怎麼個置換法？我們的目的是爲了消除內存碎片，那麼我們把已使用的內存數據重新整理到一起不就行了嗎？讓不連續的空間變成連續的，剩下的空間，繼續來分配。
畫個圖理解下：
但是，說說還是挺容易的，理論到實踐中間還隔着性能損耗。
在進行多次數據拷貝過程中，單線程的 Redis 只能乾等着，無法響應客戶端的請求。這時候只能乾瞪眼，性能太受影響。
涼，那該咋整？！別急，有緩解的策略，你接着往下看。
Redis 中有專門的參數設置用來進行自動清理內存碎片：activedefrag yes。
這個命令是啓動清理功能的，這還不夠，Redis 中還需要其他的條件限制才能夠進行清理。
下面參數都是滿足任一條件後就可以進行清理：
active-defrag-ignore-bytes 100mb：碎片達到100MB時，開啓清理。
active-defrag-threshold-lower 10：當碎片超過 10% 時，開啓清理。
active-defrag-threshold-upper 100：內存碎片超過 100%，盡最大清理。
在處理的過程中，爲了避免對正常請求的影響，同時又能保證性能。Redis 同時還提供了監控 CPU 佔用比例的參數，在滿足以下條件時纔會保證清理正常開展：
active-defrag-cycle-min 5：清理內存碎片佔用 CPU 時間的比例不低於此值，保證清理能正常開展。
active-defrag-cycle-max 75：清理內存碎片佔用 CPU 時間的比例不高於此值。一旦超過則停止清理，從而避免在清理時，大量的內存拷貝阻塞 Redis，導致其它請求延遲。
總結
查看內存使用情況
- 在命令行執行 info memory 即可查看 Redis 內存相關信息。根據內存碎片率可以在一定時機內進行清理碎片清理。
內存碎片導致原因
- 寫入數據時，Redis 爲了減少分配次數在分配內存是根據固定的大小來劃分內存空間的。修改數據時會釋放或佔用額外的內存空間，刪除數據時會釋放空間。這樣就會產生不同程度的內存碎片。
如何解決內存碎片
通過重啓 Redis 的方式進行處理，如果沒有持久化可能會導致事故。在持久化情況下，恢復速度需要取決於文件的大小。
通過空間置換方式，也就是將已使用的內存數據重新整理到一起。