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前言

Redis是目前最火爆的内存数据库之一，经过在内存中读写数据，大大提高了读写速度，可以说Redis是完成网站高并发不可或缺的一部分。

我们运用Redis时，会接触Redis的5种对象类型(字符串、哈希、列表、集合、有序集合)，丰厚的类型是Redis相关于Memcached等的一大优势。在了解Redis的5种对象类型的用法和特点的基础上，进一步了解Redis的内存模型，对Redis的运用有很大协助，例如：

1、预算Redis内存运用量。目前为止，内存的运用成本依然相对较高，运用内存不能无所顾忌;依据需求合理的评价Redis的内存运用量，选择适宜的机器配置，可以在满足需求的状况下浪费成本。

2、优化内存占用。了解Redis内存模型可以选择更适宜的数据类型和编码，更好的应用Redis内存。

3、剖析处置成绩。当Redis出现阻塞、内存占用等成绩时，尽快发现招致成绩的缘由，便于剖析处置成绩。

这篇文章主要引见Redis的内存模型(以3.0为例)，包括Redis占用内存的状况及如何查询、不同的对象类型在内存中的编码方式、内存分配器(jemalloc)、复杂静态字符串(SDS)、RedisObject等;然后在此基础上引见几个Redis内存模型的运用。

一、Redis内存统计

工欲善其事必先利其器，在阐明Redis内存之前首先阐明如何统计Redis运用内存的状况。

在客户端经过redis-cli衔接效劳器后(前面如无特殊阐明，客户端一概运用redis-cli)，经过info命令可以查看内存运用状况：

info memory 

其中，info命令可以显示redis效劳器的许多信息，包括效劳器基本信息、CPU、内存、耐久化、客户端衔接信息等等;memory是参数，表示只显示内存相关的信息。

前往结果中比较重要的几个阐明如下：

(1)used_memory：Redis分配器分配的内存总量(单位是字节)，包括运用的虚拟内存(即swap);Redis分配器前面会引见。used_memory_human只是显示更友好。

(2)used_memory_rss：Redis进程占据操作系统的内存(单位是字节)，与top及ps命令看到的值是分歧的;除了分配器分配的内存之外，used_memory_rss还包括进程运转本身需求的内存、内存碎片等，但是不包括虚拟内存。

因此，used_memory和used_memory_rss，前者是从Redis角度失掉的量，后者是从操作系统角度失掉的量。二者之所以有所不同，一方面是由于内存碎片和Redis进程运转需求占用内存，使得前者能够比后者小，另一方面虚拟内存的存在，使得前者能够比后者大。

由于在实践运用中，Redis的数据量会比较大，此时进程运转占用的内存与Redis数据量和内存碎片相比，都会小得多;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普通大于1，且该值越大，内存碎片比例越大。mem_fragmentation_ratio<1，阐明Redis运用了虚拟内存，由于虚拟内存的媒介是磁盘，比内存速度要慢很多，当这种状况出现时，应该及时排查，假设内存不足应该及时处置，如添加Redis节点、添加Redis效劳器的内存、优化运用等。

普通来说，mem_fragmentation_ratio在1.03左右是比较安康的形状(关于jemalloc来说);下面截图中的mem_fragmentation_ratio值很大，是由于还没有向Redis中存入数据，Redis进程本身运转的内存使得used_memory_rss 比used_memory大得多。

(4)mem_allocator：Redis运用的内存分配器，在编译时指定;可以是 libc 、jemalloc或许tcmalloc，默许是jemalloc;截图中运用的便是默许的jemalloc。

二、Redis内存划分

Redis作为内存数据库，在内存中存储的内容主要是数据(键值对);经过前面的叙说可以知道，除了数据以外，Redis的其他部分也会占用内存。

Redis的内存占用主要可以划分为以下几个部分：

1、数据

作为数据库，数据是最主要的部分;这部分占用的内存会统计在used_memory中。

Redis运用键值对存储数据，其中的值(对象)包括5种类型，即字符串、哈希、列表、集合、有序集合。这5种类型是Redis对外提供的，实践上，在Redis外部，每种类型能够有2种或更多的外部编码完成;此外，Redis在存储对象时，并不是直接将数据扔进内存，而是会对对象停止各种包装：如redisObject、SDS等;这篇文章前面将重点引见Redis中数据存储的细节。

2、进程本身运转需求的内存

Redis主进程本身运转一定需求占用内存，如代码、常量池等等;这部分外存大约几兆，在大少数消费环境中与Redis数据占用的内存相比可以疏忽。这部分外存不是由jemalloc分配，因此不会统计在used_memory中。

补充阐明：除了主进程外，Redis创立的子进程运转也会占用内存，如Redis执行AOF、RDB重写时创立的子进程。当然，这部分外存不属于Redis进程，也不会统计在used_memory和used_memory_rss中。

3、缓冲内存

缓冲内存包括：

客户端缓冲区、复制积压缓冲区、AOF缓冲区等;

其中，客户端缓冲存储客户端衔接的输入输入缓冲;

复制积压缓冲用于部分复制功用;

AOF缓冲区用于在停止AOF重写时，保存最近的写入命令。

在了解相应功用之前，不需求知道这些缓冲的细节;这部分外存由jemalloc分配，因此会统计在used_memory中。

4、内存碎片

内存碎片是Redis在分配、回收物理内存进程中产生的。例如，假设对数据的更改频繁，而且数据之间的大小相差很大，能够招致redis释放的空间在物理内存中并没有释放，但redis又无法有效应用，这就构成了内存碎片。内存碎片不会统计在used_memory中。

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