幾個(gè)常用了命令行

• 登錄 redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123
• 查看內(nèi)存 info memory
  這里面 info 是命令 memory 是參數(shù)
  單單輸入 info 就死查看所有的信息，如果只需要查看內(nèi)存情況杭朱，只需要加上內(nèi)存這個(gè)參數(shù)

127.0.0.1:6379> info memory
# Memory
used_memory:1031440
used_memory_human:1007.27K
used_memory_rss:897024
used_memory_rss_human:876.00K
used_memory_peak:1031440
used_memory_peak_human:1007.27K
used_memory_peak_perc:100.01%
used_memory_overhead:1030414
used_memory_startup:980784
used_memory_dataset:1026
used_memory_dataset_perc:2.03%
total_system_memory:8589934592
total_system_memory_human:8.00G
used_memory_lua:37888
used_memory_lua_human:37.00K
maxmemory:0
maxmemory_human:0B
maxmemory_policy:noeviction
mem_fragmentation_ratio:0.87
mem_allocator:libc
active_defrag_running:0
lazyfree_pending_objects:0

返回結(jié)果中比較重要的幾個(gè)說(shuō)明如下：
（1）used_memory：Redis分配器分配的內(nèi)存總量（單位是字節(jié)）嚣镜，包括使用的虛擬內(nèi)存（即swap）轻局；Redis分配器后面會(huì)介紹。used_memory_human只是顯示更友好京办。

（2）used_memory_rss：Redis進(jìn)程占據(jù)操作系統(tǒng)的內(nèi)存（單位是字節(jié)），與top及ps命令看到的值是一致的；除了分配器分配的內(nèi)存之外们何，used_memory_rss還包括進(jìn)程運(yùn)行本身需要的內(nèi)存、內(nèi)存碎片等控轿，但是不包括虛擬內(nèi)存冤竹。
因此拂封，used_memory和used_memory_rss，前者是從Redis角度得到的量鹦蠕，后者是從操作系統(tǒng)角度得到的量冒签。二者之所以有所不同，一方面是因?yàn)閮?nèi)存碎片和Redis進(jìn)程運(yùn)行需要占用內(nèi)存钟病，使得前者可能比后者小萧恕，另一方面虛擬內(nèi)存的存在，使得前者可能比后者大肠阱。
由于在實(shí)際應(yīng)用中票唆，Redis的數(shù)據(jù)量會(huì)比較大，此時(shí)進(jìn)程運(yùn)行占用的內(nèi)存與Redis數(shù)據(jù)量和內(nèi)存碎片相比屹徘，都會(huì)小得多惰说；因此used_memory_rss和used_memory的比例，便成了衡量Redis內(nèi)存碎片率的參數(shù)缘回；這個(gè)參數(shù)就是mem_fragmentation_ratio吆视。

（3）mem_fragmentation_ratio：內(nèi)存碎片比率，該值是used_memory_rss / used_memory的比值酥宴。
mem_fragmentation_ratio一般大于1啦吧，且該值越大，內(nèi)存碎片比例越大拙寡。mem_fragmentation_ratio<1授滓，說(shuō)明Redis使用了虛擬內(nèi)存，由于虛擬內(nèi)存的媒介是磁盤肆糕，比內(nèi)存速度要慢很多般堆，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)排查诚啃，如果內(nèi)存不足應(yīng)該及時(shí)處理淮摔，如增加Redis節(jié)點(diǎn)、增加Redis服務(wù)器的內(nèi)存始赎、優(yōu)化應(yīng)用等和橙。
一般來(lái)說(shuō)，mem_fragmentation_ratio在1.03左右是比較健康的狀態(tài)（對(duì)于jemalloc來(lái)說(shuō)）造垛；上面截圖中的mem_fragmentation_ratio值很大魔招，是因?yàn)檫€沒(méi)有向Redis中存入數(shù)據(jù)，Redis進(jìn)程本身運(yùn)行的內(nèi)存使得used_memory_rss 比used_memory大得多五辽。

（4）mem_allocator：Redis使用的內(nèi)存分配器办斑，在編譯時(shí)指定；可以是 libc 杆逗、jemalloc或者tcmalloc乡翅，默認(rèn)是jemalloc吁讨；截圖中使用的便是默認(rèn)的jemalloc。

Redis內(nèi)存劃分

Redis作為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)峦朗，在內(nèi)存中存儲(chǔ)的內(nèi)容主要是數(shù)據(jù)（鍵值對(duì)）建丧；通過(guò)前面的敘述可以知道，除了數(shù)據(jù)以外波势，Redis的其他部分也會(huì)占用內(nèi)存翎朱。

Redis的內(nèi)存占用主要可以劃分為以下幾個(gè)部分：

數(shù)據(jù)

作為數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)是最主要的部分尺铣；這部分占用的內(nèi)存會(huì)統(tǒng)計(jì)在used_memory中拴曲。

Redis使用鍵值對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其中的值（對(duì)象）包括5種類型凛忿，即字符串澈灼、哈希、列表店溢、集合叁熔、有序集合。這5種類型是Redis對(duì)外提供的床牧，實(shí)際上荣回，在Redis內(nèi)部，每種類型可能有2種或更多的內(nèi)部編碼實(shí)現(xiàn)戈咳；此外心软，Redis在存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)，并不是直接將數(shù)據(jù)扔進(jìn)內(nèi)存著蛙，而是會(huì)對(duì)對(duì)象進(jìn)行各種包裝：如redisObject删铃、SDS等；這篇文章后面將重點(diǎn)介紹Redis中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的細(xì)節(jié)踏堡。

進(jìn)程本身運(yùn)行需要的內(nèi)存

Redis主進(jìn)程本身運(yùn)行肯定需要占用內(nèi)存猎唁，如代碼、常量池等等暂吉；這部分內(nèi)存大約幾兆胖秒，在大多數(shù)生產(chǎn)環(huán)境中與Redis數(shù)據(jù)占用的內(nèi)存相比可以忽略。這部分內(nèi)存不是由jemalloc分配慕的，因此不會(huì)統(tǒng)計(jì)在used_memory中。

補(bǔ)充說(shuō)明：除了主進(jìn)程外挤渔，Redis創(chuàng)建的子進(jìn)程運(yùn)行也會(huì)占用內(nèi)存肮街，如Redis執(zhí)行AOF、RDB重寫(xiě)時(shí)創(chuàng)建的子進(jìn)程判导。當(dāng)然嫉父，這部分內(nèi)存不屬于Redis進(jìn)程沛硅，也不會(huì)統(tǒng)計(jì)在used_memory和used_memory_rss中。

緩沖內(nèi)存

緩沖內(nèi)存包括客戶端緩沖區(qū)绕辖、復(fù)制積壓緩沖區(qū)摇肌、AOF緩沖區(qū)等；其中仪际，客戶端緩沖存儲(chǔ)客戶端連接的輸入輸出緩沖围小；復(fù)制積壓緩沖用于部分復(fù)制功能；AOF緩沖區(qū)用于在進(jìn)行AOF重寫(xiě)時(shí)树碱，保存最近的寫(xiě)入命令肯适。在了解相應(yīng)功能之前，不需要知道這些緩沖的細(xì)節(jié)成榜；這部分內(nèi)存由jemalloc分配框舔，因此會(huì)統(tǒng)計(jì)在used_memory中。

內(nèi)存碎片

內(nèi)存碎片是Redis在分配赎婚、回收物理內(nèi)存過(guò)程中產(chǎn)生的刘绣。例如，如果對(duì)數(shù)據(jù)的更改頻繁挣输，而且數(shù)據(jù)之間的大小相差很大额港，可能導(dǎo)致redis釋放的空間在物理內(nèi)存中并沒(méi)有釋放，但redis又無(wú)法有效利用歧焦，這就形成了內(nèi)存碎片移斩。內(nèi)存碎片不會(huì)統(tǒng)計(jì)在used_memory中。

內(nèi)存碎片的產(chǎn)生與對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的操作绢馍、數(shù)據(jù)的特點(diǎn)等都有關(guān)向瓷；此外，與使用的內(nèi)存分配器也有關(guān)系：如果內(nèi)存分配器設(shè)計(jì)合理舰涌，可以盡可能的減少內(nèi)存碎片的產(chǎn)生猖任。后面將要說(shuō)到的jemalloc便在控制內(nèi)存碎片方面做的很好。

如果Redis服務(wù)器中的內(nèi)存碎片已經(jīng)很大瓷耙，可以通過(guò)安全重啟的方式減小內(nèi)存碎片：因?yàn)橹貑⒅笾焯桑琑edis重新從備份文件中讀取數(shù)據(jù)，在內(nèi)存中進(jìn)行重排搁痛，為每個(gè)數(shù)據(jù)重新選擇合適的內(nèi)存單元长搀，減小內(nèi)存碎片。

Redis數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的細(xì)節(jié)

關(guān)于Redis數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的細(xì)節(jié)鸡典，涉及到內(nèi)存分配器（如jemalloc）源请、簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串（SDS）、5種對(duì)象類型及內(nèi)部編碼、redisObject谁尸。在講述具體內(nèi)容之前舅踪，先說(shuō)明一下這幾個(gè)概念之間的關(guān)系。

下圖是執(zhí)行set hello world時(shí)良蛮，所涉及到的數(shù)據(jù)模型抽碌。

image.png

（1）dictEntry：Redis是Key-Value數(shù)據(jù)庫(kù)，因此對(duì)每個(gè)鍵值對(duì)都會(huì)有一個(gè)dictEntry决瞳，里面存儲(chǔ)了指向Key和Value的指針货徙；next指向下一個(gè)dictEntry，與本Key-Value無(wú)關(guān)瞒斩。

（2）Key：圖中右上角可見(jiàn)破婆，Key（”hello”）并不是直接以字符串存儲(chǔ)，而是存儲(chǔ)在SDS結(jié)構(gòu)中胸囱。

（3）redisObject：value(“world”)既不是直接以字符串存儲(chǔ)祷舀，也不是像Key一樣直接存儲(chǔ)在SDS中，而是存儲(chǔ)在redisObject中烹笔。實(shí)際上裳扯，不論Value是5種類型的哪一種，都是通過(guò)redisObject來(lái)存儲(chǔ)的谤职；而redisObject中的type字段指明了value對(duì)象的類型饰豺，ptr字段則指向?qū)ο笏诘牡刂贰２贿^(guò)可以看出允蜈，字符串對(duì)象雖然經(jīng)過(guò)了redisObject的包裝冤吨，但仍然需要通過(guò)SDS存儲(chǔ)。
實(shí)際上饶套，redisObject除了type和ptr字段以外漩蟆，還有其他字段圖中沒(méi)有給出，如用于指定對(duì)象內(nèi)部編碼的字段妓蛮；后面會(huì)詳細(xì)介紹怠李。

（4）jemalloc：無(wú)論是DictEntry對(duì)象，還是redisObject蛤克、SDS對(duì)象捺癞，都需要內(nèi)存分配器（如jemalloc）分配內(nèi)存進(jìn)行存儲(chǔ)。以DictEntry對(duì)象為例构挤，有3個(gè)指針組成髓介，在64位機(jī)器下占24個(gè)字節(jié)，jemalloc會(huì)為它分配32字節(jié)大小的內(nèi)存單元儿倒。

下面來(lái)分別介紹jemalloc版保、redisObject呜笑、SDS夫否、對(duì)象類型及內(nèi)部編碼彻犁。

jemalloc

Redis在編譯時(shí)便會(huì)指定內(nèi)存分配器；內(nèi)存分配器可以是 libc 凰慈、jemalloc或者tcmalloc汞幢，默認(rèn)是jemalloc。
jemalloc作為Redis的默認(rèn)內(nèi)存分配器微谓，在減小內(nèi)存碎片方面做的相對(duì)比較好森篷。jemalloc在64位系統(tǒng)中，將內(nèi)存空間劃分為小豺型、大仲智、巨大三個(gè)范圍；每個(gè)范圍內(nèi)又劃分了許多小的內(nèi)存塊單位姻氨；當(dāng)Redis存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)钓辆，會(huì)選擇大小最合適的內(nèi)存塊進(jìn)行存儲(chǔ)。

jemalloc劃分的內(nèi)存單元如下圖所示：

image.png

例如肴焊，如果需要存儲(chǔ)大小為130字節(jié)的對(duì)象前联，jemalloc會(huì)將其放入160字節(jié)的內(nèi)存單元中。

redisObject

前面說(shuō)到娶眷，Redis對(duì)象有5種類型似嗤；無(wú)論是哪種類型，Redis都不會(huì)直接存儲(chǔ)届宠，而是通過(guò)redisObject對(duì)象進(jìn)行存儲(chǔ)烁落。

redisObject對(duì)象非常重要，Redis對(duì)象的類型豌注、內(nèi)部編碼伤塌、內(nèi)存回收、共享對(duì)象等功能幌羞，都需要redisObject支持寸谜，下面將通過(guò)redisObject的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明它是如何起作用的。
redisObject的定義如下（不同版本的Redis可能稍稍有所不同）：

typedef struct redisObject {
　　unsigned type:4;
　　unsigned encoding:4;
　　unsigned lru:REDIS_LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */
　　int refcount;
　　void *ptr;
} robj;

（1）type
type字段表示對(duì)象的類型属桦，占4個(gè)比特熊痴；目前包括REDIS_STRING(字符串)、REDIS_LIST (列表)聂宾、REDIS_HASH(哈希)果善、REDIS_SET(集合)、REDIS_ZSET(有序集合)系谐。

當(dāng)我們執(zhí)行type命令時(shí)巾陕，便是通過(guò)讀取RedisObject的type字段獲得對(duì)象的類型讨跟；如下圖所示：

image.png

2）encoding
encoding表示對(duì)象的內(nèi)部編碼，占4個(gè)比特鄙煤。

對(duì)于Redis支持的每種類型晾匠，都有至少兩種內(nèi)部編碼，例如對(duì)于字符串梯刚，有int凉馆、embstr、raw三種編碼亡资。通過(guò)encoding屬性澜共，Redis可以根據(jù)不同的使用場(chǎng)景來(lái)為對(duì)象設(shè)置不同的編碼，大大提高了Redis的靈活性和效率锥腻。以列表對(duì)象為例嗦董，有壓縮列表和雙端鏈表兩種編碼方式；如果列表中的元素較少瘦黑，Redis傾向于使用壓縮列表進(jìn)行存儲(chǔ)京革，因?yàn)閴嚎s列表占用內(nèi)存更少，而且比雙端鏈表可以更快載入供璧；當(dāng)列表對(duì)象元素較多時(shí)存崖，壓縮列表就會(huì)轉(zhuǎn)化為更適合存儲(chǔ)大量元素的雙端鏈表。

通過(guò)object encoding命令睡毒，可以查看對(duì)象采用的編碼方式来惧，如下圖所示：

image.png

3）lru
lru記錄的是對(duì)象最后一次被命令程序訪問(wèn)的時(shí)間，占據(jù)的比特?cái)?shù)不同的版本有所不同（如4.0版本占24比特演顾，2.6版本占22比特）供搀。

通過(guò)對(duì)比lru時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間，可以計(jì)算某個(gè)對(duì)象的空轉(zhuǎn)時(shí)間钠至；object idletime命令可以顯示該空轉(zhuǎn)時(shí)間（單位是秒）葛虐。object idletime命令的一個(gè)特殊之處在于它不改變對(duì)象的lru值。

image.png

lru值除了通過(guò)object idletime命令打印之外棉钧，還與Redis的內(nèi)存回收有關(guān)系：如果Redis打開(kāi)了maxmemory選項(xiàng)屿脐，且內(nèi)存回收算法選擇的是volatile-lru或allkeys—lru，那么當(dāng)Redis內(nèi)存占用超過(guò)maxmemory指定的值時(shí)宪卿，Redis會(huì)優(yōu)先選擇空轉(zhuǎn)時(shí)間最長(zhǎng)的對(duì)象進(jìn)行釋放的诵。

（4）refcount

refcount與共享對(duì)象

refcount記錄的是該對(duì)象被引用的次數(shù)，類型為整型佑钾。refcount的作用西疤，主要在于對(duì)象的引用計(jì)數(shù)和內(nèi)存回收。當(dāng)創(chuàng)建新對(duì)象時(shí)休溶，refcount初始化為1代赁；當(dāng)有新程序使用該對(duì)象時(shí)扰她，refcount加1；當(dāng)對(duì)象不再被一個(gè)新程序使用時(shí)芭碍，refcount減1徒役；當(dāng)refcount變?yōu)?時(shí)，對(duì)象占用的內(nèi)存會(huì)被釋放豁跑。

Redis中被多次使用的對(duì)象(refcount>1)廉涕，稱為共享對(duì)象泻云。Redis為了節(jié)省內(nèi)存艇拍，當(dāng)有一些對(duì)象重復(fù)出現(xiàn)時(shí)，新的程序不會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象宠纯，而是仍然使用原來(lái)的對(duì)象卸夕。這個(gè)被重復(fù)使用的對(duì)象，就是共享對(duì)象婆瓜。目前共享對(duì)象僅支持整數(shù)值的字符串對(duì)象快集。

共享對(duì)象的具體實(shí)現(xiàn)

Redis的共享對(duì)象目前只支持整數(shù)值的字符串對(duì)象。之所以如此廉白，實(shí)際上是對(duì)內(nèi)存和CPU（時(shí)間）的平衡：共享對(duì)象雖然會(huì)降低內(nèi)存消耗个初，但是判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等卻需要消耗額外的時(shí)間。對(duì)于整數(shù)值猴蹂，判斷操作復(fù)雜度為O(1)院溺；對(duì)于普通字符串，判斷復(fù)雜度為O(n)磅轻；而對(duì)于哈希珍逸、列表、集合和有序集合聋溜，判斷的復(fù)雜度為O(n^2)谆膳。

雖然共享對(duì)象只能是整數(shù)值的字符串對(duì)象，但是5種類型都可能使用共享對(duì)象（如哈希撮躁、列表等的元素可以使用）漱病。

就目前的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，Redis服務(wù)器在初始化時(shí)把曼，會(huì)創(chuàng)建10000個(gè)字符串對(duì)象杨帽，值分別是0到9999的整數(shù)值；當(dāng)Redis需要使用值為0到9999的字符串對(duì)象時(shí)祝迂，可以直接使用這些共享對(duì)象睦尽。10000這個(gè)數(shù)字可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)REDIS_SHARED_INTEGERS（4.0中是OBJ_SHARED_INTEGERS）的值進(jìn)行改變。

共享對(duì)象的引用次數(shù)可以通過(guò)object refcount命令查看型雳，如下圖所示当凡。命令執(zhí)行的結(jié)果頁(yè)佐證了只有0~9999之間的整數(shù)會(huì)作為共享對(duì)象山害。

image.png

（5）ptr
ptr指針指向具體的數(shù)據(jù)，如前面的例子中沿量，set hello world浪慌，ptr指向包含字符串world的SDS。

（6）總結(jié)
綜上所述朴则，redisObject的結(jié)構(gòu)與對(duì)象類型权纤、編碼、內(nèi)存回收乌妒、共享對(duì)象都有關(guān)系汹想；一個(gè)redisObject對(duì)象的大小為16字節(jié)：
4bit+4bit+24bit+4Byte+8Byte=16Byte。

SDS

Redis沒(méi)有直接使用C字符串(即以空字符’\0’結(jié)尾的字符數(shù)組)作為默認(rèn)的字符串表示撤蚊，而是使用了SDS古掏。SDS是簡(jiǎn)單動(dòng)態(tài)字符串(Simple Dynamic String)的縮寫(xiě)。

（1）SDS結(jié)構(gòu)
sds的結(jié)構(gòu)如下：

struct sdshdr {
    int len;
    int free;
    char buf[];
};

其中侦啸，buf表示字節(jié)數(shù)組槽唾，用來(lái)存儲(chǔ)字符串；len表示buf已使用的長(zhǎng)度光涂，free表示buf未使用的長(zhǎng)度庞萍。下面是兩個(gè)例子。

image.png

通過(guò)SDS的結(jié)構(gòu)可以看出忘闻，buf數(shù)組的長(zhǎng)度=free+len+1（其中1表示字符串結(jié)尾的空字符）钝计；所以牍疏，一個(gè)SDS結(jié)構(gòu)占據(jù)的空間為：free所占長(zhǎng)度+len所占長(zhǎng)度+ buf數(shù)組的長(zhǎng)度=4+4+free+len+1=free+len+9最盅。

（2）SDS與C字符串的比較
SDS在C字符串的基礎(chǔ)上加入了free和len字段，帶來(lái)了很多好處：

獲取字符串長(zhǎng)度：SDS是O(1)檀何，C字符串是O(n)
緩沖區(qū)溢出：使用C字符串的API時(shí)重虑，如果字符串長(zhǎng)度增加（如strcat操作）而忘記重新分配內(nèi)存践付，很容易造成緩沖區(qū)的溢出；而SDS由于記錄了長(zhǎng)度缺厉，相應(yīng)的API在可能造成緩沖區(qū)溢出時(shí)會(huì)自動(dòng)重新分配內(nèi)存永高，杜絕了緩沖區(qū)溢出。
修改字符串時(shí)內(nèi)存的重分配：對(duì)于C字符串提针，如果要修改字符串命爬，必須要重新分配內(nèi)存（先釋放再申請(qǐng)），因?yàn)槿绻麤](méi)有重新分配辐脖，字符串長(zhǎng)度增大時(shí)會(huì)造成內(nèi)存緩沖區(qū)溢出饲宛，字符串長(zhǎng)度減小時(shí)會(huì)造成內(nèi)存泄露。而對(duì)于SDS嗜价，由于可以記錄len和free艇抠，因此解除了字符串長(zhǎng)度和空間數(shù)組長(zhǎng)度之間的關(guān)聯(lián)幕庐，可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化：空間預(yù)分配策略（即分配內(nèi)存時(shí)比實(shí)際需要的多）使得字符串長(zhǎng)度增大時(shí)重新分配內(nèi)存的概率大大減小家淤；惰性空間釋放策略使得字符串長(zhǎng)度減小時(shí)重新分配內(nèi)存的概率大大減小异剥。
存取二進(jìn)制數(shù)據(jù)：SDS可以，C字符串不可以絮重。因?yàn)镃字符串以空字符作為字符串結(jié)束的標(biāo)識(shí)冤寿，而對(duì)于一些二進(jìn)制文件（如圖片等），內(nèi)容可能包括空字符串青伤，因此C字符串無(wú)法正確存榷搅；而SDS以字符串長(zhǎng)度len來(lái)作為字符串結(jié)束標(biāo)識(shí)潮模，因此沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題亮蛔。
此外，由于SDS中的buf仍然使用了C字符串（即以’\0’結(jié)尾）擎厢，因此SDS可以使用C字符串庫(kù)中的部分函數(shù)；但是需要注意的是辣吃，只有當(dāng)SDS用來(lái)存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)時(shí)才可以這樣使用动遭，在存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)時(shí)則不行（’\0’不一定是結(jié)尾）。

（3）SDS與C字符串的應(yīng)用
Redis在存儲(chǔ)對(duì)象時(shí)神得，一律使用SDS代替C字符串厘惦。例如set hello world命令，hello和world都是以SDS的形式存儲(chǔ)的哩簿。而sadd myset member1 member2 member3命令宵蕉，不論是鍵（”myset”），還是集合中的元素（”member1”节榜、 ”member2”和”member3”）羡玛，都是以SDS的形式存儲(chǔ)。除了存儲(chǔ)對(duì)象宗苍，SDS還用于存儲(chǔ)各種緩沖區(qū)稼稿。

只有在字符串不會(huì)改變的情況下，如打印日志時(shí)讳窟，才會(huì)使用C字符串让歼。

應(yīng)用舉例

估算Redis內(nèi)存使用量

要估算redis中的數(shù)據(jù)占據(jù)的內(nèi)存大小，需要對(duì)redis的內(nèi)存模型有比較全面的了解丽啡，包括前面介紹的hashtable谋右、sds、redisobject补箍、各種對(duì)象類型的編碼方式等改执。

下面以最簡(jiǎn)單的字符串類型來(lái)進(jìn)行說(shuō)明浦徊。

假設(shè)有90000個(gè)鍵值對(duì)，每個(gè)key的長(zhǎng)度是7個(gè)字節(jié)天梧，每個(gè)value的長(zhǎng)度也是7個(gè)字節(jié)（且key和value都不是整數(shù)）盔性；下面來(lái)估算這90000個(gè)鍵值對(duì)所占用的空間。在估算占據(jù)空間之前呢岗，首先可以判定字符串類型使用的編碼方式：embstr冕香。

90000個(gè)鍵值對(duì)占據(jù)的內(nèi)存空間主要可以分為兩部分：一部分是90000個(gè)dictEntry占據(jù)的空間；一部分是鍵值對(duì)所需要的bucket空間后豫。

每個(gè)dictEntry占據(jù)的空間包括：

1. 一個(gè)dictEntry悉尾，24字節(jié)，jemalloc會(huì)分配32字節(jié)的內(nèi)存塊

2. 一個(gè)key挫酿，7字節(jié)构眯，所以SDS(key)需要7+9=16個(gè)字節(jié)，jemalloc會(huì)分配16字節(jié)的內(nèi)存塊

3. 一個(gè)redisObject早龟，16字節(jié)惫霸，jemalloc會(huì)分配16字節(jié)的內(nèi)存塊

4. 一個(gè)value，7字節(jié)葱弟，所以SDS(value)需要7+9=16個(gè)字節(jié)壹店，jemalloc會(huì)分配16字節(jié)的內(nèi)存塊

5. 綜上，一個(gè)dictEntry需要32+16+16+16=80個(gè)字節(jié)芝加。

bucket空間：bucket數(shù)組的大小為大于90000的最小的2^n硅卢，是131072；每個(gè)bucket元素為8字節(jié)（因?yàn)?4位系統(tǒng)中指針大小為8字節(jié)）藏杖。

因此将塑，可以估算出這90000個(gè)鍵值對(duì)占據(jù)的內(nèi)存大小為：9000080 + 1310728 = 8248576。

下面寫(xiě)個(gè)程序在redis中驗(yàn)證一下：

public class RedisTest {
 
　　public static Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
 
　　public static void main(String[] args) throws Exception{
　　　　Long m1 = Long.valueOf(getMemory());
　　　　insertData();
　　　　Long m2 = Long.valueOf(getMemory());
　　　　System.out.println(m2 - m1);
　　}
 
　　public static void insertData(){
　　　　for(int i = 10000; i < 100000; i++){
　　　　　　jedis.set("aa" + i, "aa" + i); //key和value長(zhǎng)度都是7字節(jié)蝌麸，且不是整數(shù)
　　　　}
　　}
 
　　public static String getMemory(){
　　　　String memoryAllLine = jedis.info("memory");
　　　　String usedMemoryLine = memoryAllLine.split("\r\n")[1];
　　　　String memory = usedMemoryLine.substring(usedMemoryLine.indexOf(':') + 1);
　　　　return memory;
　　}
}

運(yùn)行結(jié)果：8247552

理論值與結(jié)果值誤差在萬(wàn)分之1.2点寥，對(duì)于計(jì)算需要多少內(nèi)存來(lái)說(shuō)，這個(gè)精度已經(jīng)足夠了祥楣。之所以會(huì)存在誤差开财，是因?yàn)樵谖覀儾迦?0000條數(shù)據(jù)之前redis已分配了一定的bucket空間，而這些bucket空間尚未使用误褪。

作為對(duì)比將key和value的長(zhǎng)度由7字節(jié)增加到8字節(jié)责鳍，則對(duì)應(yīng)的SDS變?yōu)?7個(gè)字節(jié)，jemalloc會(huì)分配32個(gè)字節(jié)兽间，因此每個(gè)dictEntry占用的字節(jié)數(shù)也由80字節(jié)變?yōu)?12字節(jié)历葛。此時(shí)估算這90000個(gè)鍵值對(duì)占據(jù)內(nèi)存大小為：90000112 + 1310728 = 11128576。
在redis中驗(yàn)證代碼如下（只修改插入數(shù)據(jù)的代碼）：

public static void insertData(){
　　for(int i = 10000; i < 100000; i++){
　　　　jedis.set("aaa" + i, "aaa" + i); //key和value長(zhǎng)度都是8字節(jié)，且不是整數(shù)
　　}
}

對(duì)于字符串類型之外的其他類型恤溶，對(duì)內(nèi)存占用的估算方法是類似的乓诽，需要結(jié)合具體類型的編碼方式來(lái)確定。

優(yōu)化內(nèi)存占用

了解redis的內(nèi)存模型咒程，對(duì)優(yōu)化redis內(nèi)存占用有很大幫助鸠天。下面介紹幾種優(yōu)化場(chǎng)景。

（1）利用jemalloc特性進(jìn)行優(yōu)化

上一小節(jié)所講述的90000個(gè)鍵值便是一個(gè)例子帐姻。由于jemalloc分配內(nèi)存時(shí)數(shù)值是不連續(xù)的稠集，因此key/value字符串變化一個(gè)字節(jié)，可能會(huì)引起占用內(nèi)存很大的變動(dòng)饥瓷；在設(shè)計(jì)時(shí)可以利用這一點(diǎn)剥纷。

例如，如果key的長(zhǎng)度如果是8個(gè)字節(jié)呢铆，則SDS為17字節(jié)晦鞋，jemalloc分配32字節(jié)；此時(shí)將key長(zhǎng)度縮減為7個(gè)字節(jié)棺克，則SDS為16字節(jié)悠垛，jemalloc分配16字節(jié)；則每個(gè)key所占用的空間都可以縮小一半逆航。

（2）使用整型/長(zhǎng)整型

如果是整型/長(zhǎng)整型鼎文，Redis會(huì)使用int類型（8字節(jié)）存儲(chǔ)來(lái)代替字符串，可以節(jié)省更多空間因俐。因此在可以使用長(zhǎng)整型/整型代替字符串的場(chǎng)景下，盡量使用長(zhǎng)整型/整型周偎。

（3）共享對(duì)象

利用共享對(duì)象抹剩，可以減少對(duì)象的創(chuàng)建（同時(shí)減少了redisObject的創(chuàng)建），節(jié)省內(nèi)存空間蓉坎。目前redis中的共享對(duì)象只包括10000個(gè)整數(shù)（0-9999）澳眷；可以通過(guò)調(diào)整REDIS_SHARED_INTEGERS參數(shù)提高共享對(duì)象的個(gè)數(shù)；例如將REDIS_SHARED_INTEGERS調(diào)整到20000蛉艾，則0-19999之間的對(duì)象都可以共享钳踊。

考慮這樣一種場(chǎng)景：論壇網(wǎng)站在redis中存儲(chǔ)了每個(gè)帖子的瀏覽數(shù)，而這些瀏覽數(shù)絕大多數(shù)分布在0-20000之間勿侯，這時(shí)候通過(guò)適當(dāng)增大REDIS_SHARED_INTEGERS參數(shù)拓瞪，便可以利用共享對(duì)象節(jié)省內(nèi)存空間。

（4）避免過(guò)度設(shè)計(jì)

然而需要注意的是助琐，不論是哪種優(yōu)化場(chǎng)景祭埂，都要考慮內(nèi)存空間與設(shè)計(jì)復(fù)雜度的權(quán)衡；而設(shè)計(jì)復(fù)雜度會(huì)影響到代碼的復(fù)雜度兵钮、可維護(hù)性蛆橡。

如果數(shù)據(jù)量較小舌界，那么為了節(jié)省內(nèi)存而使得代碼的開(kāi)發(fā)、維護(hù)變得更加困難并不劃算泰演；還是以前面講到的90000個(gè)鍵值對(duì)為例呻拌，實(shí)際上節(jié)省的內(nèi)存空間只有幾MB。但是如果數(shù)據(jù)量有幾千萬(wàn)甚至上億睦焕，考慮內(nèi)存的優(yōu)化就比較必要了藐握。

關(guān)注內(nèi)存碎片率

內(nèi)存碎片率是一個(gè)重要的參數(shù)，對(duì)redis 內(nèi)存的優(yōu)化有重要意義复亏。

如果內(nèi)存碎片率過(guò)高（jemalloc在1.03左右比較正常）趾娃，說(shuō)明內(nèi)存碎片多，內(nèi)存浪費(fèi)嚴(yán)重缔御；這時(shí)便可以考慮重啟redis服務(wù)抬闷，在內(nèi)存中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重排，減少內(nèi)存碎片耕突。

如果內(nèi)存碎片率小于1笤成，說(shuō)明redis內(nèi)存不足，部分?jǐn)?shù)據(jù)使用了虛擬內(nèi)存（即swap）眷茁；由于虛擬內(nèi)存的存取速度比物理內(nèi)存差很多（2-3個(gè)數(shù)量級(jí)）炕泳，此時(shí)redis的訪問(wèn)速度可能會(huì)變得很慢。因此必須設(shè)法增大物理內(nèi)存（可以增加服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù)量上祈，或提高單機(jī)內(nèi)存）培遵，或減少redis中的數(shù)據(jù)。

要減少redis中的數(shù)據(jù)登刺，除了選用合適的數(shù)據(jù)類型籽腕、利用共享對(duì)象等，還有一點(diǎn)是要設(shè)置合理的數(shù)據(jù)回收策略（maxmemory-policy）纸俭，當(dāng)內(nèi)存達(dá)到一定量后皇耗，根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行回收。