七叶笔记 » 数据库 » redis内存空间效率问题的深入探究

redis内存空间效率问题的深入探究

这里有一个 mem_fragmentation_ratio 的指标,它表示的就是 Redis 当前的内存碎片率。那么,这个碎片率是怎么计算的呢?其实,就是上面的命令中的两个指标 used_memory_rss 和 used_memory 相除的结果。

used_memory_rss 是操作系统实际分配给 Redis 的物理内存空间,里面就包含了碎片;而 used_memory 是 Redis 为了保存数据实际申请使用的空间。

我简单举个例子。例如,Redis 申请使用了 100 字节(used_memory),操作系统实际分配了 128 字节(used_memory_rss),此时,mem_fragmentation_ratio 就是 1.28。

那么,知道了这个指标,我们该如何使用呢?在这儿,我提供一些经验阈值:

mem_fragmentation_ratio大于1小于1.5。这种情况是合理的。这是因为,刚才我介绍的那些因素是难以避免的。毕竟,内因的内存分配器是一定要使用的,分配策略都是通用的,不会轻易修改;而外因由 Redis 负载决定,也无法限制。所以,存在内存碎片也是正常的。 mem_fragmentation_ratio大于1.5。 这表明内存碎片率已经超过了 50%。一般情况下,这个时候,我们就需要采取一些措施来降低内存碎片率了。 如何清理内存碎片

当 Redis 发生内存碎片后,一个“简单粗暴”的方法就是重启redis实例,当然这并不是一个优雅的方法,重启会带来一些问题

如果数据没有持久化,那么数据会丢失 如果数据持久化了,我们需要通过AOF或RDB进行恢复,恢复时长取决于AOF或RDB的大小,如果只有一个实例,在恢复阶段无法提供服务。

幸运的是,从 4.0-RC3 版本以后,Redis 自身提供了一种内存碎片自动清理的方法,我们先来看这个方法的基本机制。还是通过一张图来看下

在进行碎片清理前,这段 10 字节的空间中分别有 1 个 2 字节和 1 个 1 字节的空闲空间,只是这两个空间并不连续。操作系统在清理碎片时,会先把应用 D 的数据拷贝到 2 字节的空闲空间中,并释放 D 原先所占的空间。然后,再把 B 的数据拷贝到 D 原来的空间中。这样一来,这段 10 字节空间的最后三个字节就是一块连续空间了。到这里,碎片清理结束。

需要注意:碎片清理事由代价的,操作系统需要把多份数据拷贝到新位置,把原有空间释放出来,这会带来时间开销。因为 Redis 是单线程,在数据拷贝时,Redis 只能等着,这就导致 Redis 无法及时处理请求,性能就会降低。而且,有的时候,数据拷贝还需要注意顺序,就像刚刚说的清理内存碎片的例子,操作系统需要先拷贝 D,并释放 D 的空间后,才能拷贝 B。这种对顺序性的要求,会进一步增加 Redis 的等待时间,导致性能降低。

那么,有什么办法可以尽量缓解这个问题吗?这就要提到,Redis 专门为自动内存碎片清理功机制设置的参数了。我们可以通过设置参数,来控制碎片清理的开始和结束时机,以及占用的 CPU 比例,从而减少碎片清理对 Redis 本身请求处理的性能影响。

首先,Redis 需要启用自动内存碎片清理,可以把 activedefrag 配置项设置为 yes,命令如下:

这个命令只是启用了自动清理功能,但是,具体什么时候清理,会受到下面这两个参数的控制。这两个参数分别设置了触发内存清理的一个条件,如果同时满足这两个条件,就开始清理。在清理的过程中,只要有一个条件不满足了,就停止自动清理。

active-defrag-ignore-bytes 100mb:表示内存碎片数量达到100MB时,开始清理 active-defrag-threshold-lower 10:表示内存碎片空间占操作系统给redis分配空间的10%时开始清理

为了尽可能减少碎片清理对 Redis 正常请求处理的影响,自动内存碎片清理功能在执行时,还会监控清理操作占用的 CPU 时间,而且还设置了两个参数,分别用于控制清理操作占用的 CPU 时间比例的上、下限,既保证清理工作能正常进行,又避免了降低 Redis 性能。这两个参数具体如下:

active-defrag-cycle-min 25:表示自动清理过程cpu时间笔记不低于25%,保证清理能正常开展 active-defrag-cycle-max 75:表示自动清理过程所用 CPU 时间的比例不高于 75%,一旦超过,就停止清理,从而避免在清理时,大量的内存拷贝阻塞 Redis,导致响应延迟升高。

自动内存碎片清理机制在控制碎片清理启停的时机上,既考虑了碎片的空间占比、对 Redis 内存使用效率的影响,还考虑了清理机制本身的 CPU 时间占比、对 Redis 性能的影响。而且,清理机制还提供了 4 个参数,让我们可以根据实际应用中的数据量需求和性能要求灵活使用,建议你在实践中好好地把这个机制用起来。

总结

到此这篇关于redis内存空间效率问题的文章就介绍到这了,更多相关redis内存空间效率内容请搜索七叶笔记以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持七叶笔记!

相关文章