深入了解一下Redis的内存模型！

一、媒介

Redis是今朝最火爆的内存数据库之一，通过在内存中读写数据，大大进步了读写速率，可以说Redis是实现网站高并发不行或缺的一部门。

我们行使Redis时，会打仗Redis的5种工具范例（字符串、哈希、列表、荟萃、有序荟萃），富厚的范例是Redis相对付Memcached等的一大上风。在相识Redis的5种工具范例的用法和特点的基本上，进一步相识Redis的内存模子，对Redis的行使有很大辅佐，譬喻：

1、估算Redis内存行使量。今朝为止，内存的行使本钱如故相对较高，行使内存不能无所忌惮；按照需求公道的评估Redis的内存行使量，选择吻合的呆板设置，可以在满意需求的环境下节省本钱。

2、优化内存占用。相识Redis内存模子可以选择更吻合的数据范例和编码，更好的操作Redis内存。

3、说明办理题目。当Redis呈现阻塞、内存占用等题目时，尽快发明导致题目的缘故起因，便于说明办理题目。

这篇文章首要先容Redis的内存模子（以3.0为例），包罗Redis占用内存的环境及怎样查询、差异的工具范例在内存中的编码方法、内存分派器(jemalloc)、简朴动态字符串(SDS)、RedisObject等；然后在此基本上先容几个Redis内存模子的应用。

在后头的文章中，会延续先容关于Redis高可用的内容，包罗主从复制、哨兵、集群等等，接待存眷。

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二、Redis内存统计

工欲善其事必先利其器，在声名Redis内存之前起首声名怎样统计Redis行使内存的环境。

在客户端通过redis-cli毗连处事器后（后头如无非凡声名，客户端一致行使redis-cli），通过info呼吁可以查察内存行使环境：info memory

个中，info呼吁可以表现redis处事器的很多信息，包罗处事器根基信息、CPU、内存、耐久化、客户端毗连信息等等；memory是参数，暗示只表现内存相干的信息。返回功效中较量重要的几个声名如下：

（1）used_memory：Redis分派器分派的内存总量（单元是字节），包罗行使的假造内存（即swap）；Redis分派器后头会先容。used_memory_human只是表现更友爱。

（2）used_memory_rss：Redis历程占有操纵体系的内存（单元是字节），与top及ps呼吁看到的值是同等的；除了分派器分派的内存之外，used_memory_rss还包罗历程运行自己必要的内存、内存碎片等，可是不包罗假造内存。

因此，used_memory和used_memory_rss，前者是从Redis角度获得的量，后者是从操纵体系角度获得的量。二者之以是有所差异，一方面是由于内存碎片和Redis历程运行必要占用内存，使得前者也许比后者小，另一方面假造内存的存在，使得前者也许比后者大。

因为在现实应用中，Redis的数据量会较量大，此时历程运行占用的内存与Redis数据量和内存碎片对比，城市小得多；因此used_memory_rss和used_memory的比例，便成了权衡Redis内存碎片率的参数；这个参数就是mem_fragmentation_ratio。

（3）mem_fragmentation_ratio：内存碎片比率，该值是used_memory_rss / used_memory的比值。

mem_fragmentation_ratio一样平常大于1，且该值越大，内存碎片比例越大。mem_fragmentation_ratio<1，声名Redis行使了假造内存，因为假造内存的前言是磁盘，比内存速率要慢许多，当这种环境呈现时，应该实时排查，假如内存不敷应该实时处理赏罚，如增进Redis节点、增进Redis处事器的内存、优化应用等。

一样平常来说，mem_fragmentation_ratio在1.03阁下是较量康健的状态（对付jemalloc来说）；上面截图中的mem_fragmentation_ratio值很大，是由于还没有向Redis中存入数据，Redis历程自己运行的内存使得used_memory_rss 比used_memory大得多。

（4）mem_allocator：Redis行使的内存分派器，在编译时指定；可所以 libc 、jemalloc可能tcmalloc，默认是jemalloc；截图中行使的即是默认的jemalloc。

三、Redis内存分别

Redis作为内存数据库，在内存中存储的内容首要是数据（键值对）；通过前面的论述可以知道，除了数据以外，Redis的其他部门也会占用内存。

Redis的内存占用首要可以分别为以下几个部门：

1、数据

作为数据库，数据是最首要的部门；这部门占用的内存会统计在used_memory中。

Redis行使键值对存储数据，个中的值（工具）包罗5种范例，即字符串、哈希、列表、荟萃、有序荟萃。这5种范例是Redis对外提供的，现实上，在Redis内部，每种范例也许有2种或更多的内部编码实现；另外，Redis在存储工具时，并不是直接将数据扔进内存，而是会对工具举办各类包装：如redisObject、SDS等；这篇文章后头将重点先容Redis中数据存储的细节。

2、历程自己运行必要的内存

Redis主历程自己运行必定必要占用内存，如代码、常量池等等；这部门内存约莫几兆，在大大都出产情形中与Redis数据占用的内存对比可以忽略。这部门内存不是由jemalloc分派，因此不会统计在used_memory中。

增补声名：除了主历程外，Redis建设的子历程运行也会占用内存，如Redis执行AOF、RDB重写时建设的子历程。虽然，这部门内存不属于Redis历程，也不会统计在used_memory和used_memory_rss中。

3、缓冲内存

缓冲内存包罗客户端缓冲区、复制积存缓冲区、AOF缓冲区等；个中，客户端缓冲存储客户端毗连的输入输出缓冲；复制积存缓冲用于部门复制成果；AOF缓冲区用于在举办AOF重写时，生涯最近的写入呼吁。在相知趣应成果之前，不必要知道这些缓冲的细节；这部门内存由jemalloc分派，因此会统计在used_memory中。

4、内存碎片

内存碎片是Redis在分派、接纳物理内存进程中发生的。譬喻，假如对数据的变动频仍，并且数据之间的巨细相差很大，也许导致redis开释的空间在物理内存中并没有开释，但redis又无法有用操作，这就形成了内存碎片。内存碎片不会统计在used_memory中。

内存碎片的发生与对数据举办的操纵、数据的特点等都有关；另外，与行使的内存分派器也有相关：假如内存分派器计划公道，可以尽也许的镌汰内存碎片的发生。后头将要说到的jemalloc便在节制内存碎片方面做的很好。

假如Redis处事器中的内存碎片已经很大，可以通过安详重启的方法减小内存碎片：由于重启之后，Redis从头从备份文件中读取数据，在内存中举办重排，为每个数据从头选择吻合的内存单位，减小内存碎片。

四、Redis数据存储的细节

1、概述

（编辑：河北网）

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