Redis 性能调优——内存优化

Posted 2022-12-04 一叶知秋V

本篇主要介绍 Redis 内存优化的一些技巧。

1.内存消耗

1、内存使用统计

Redis 可以通过 info memory 命令来查看内存使用情况，属性说明如下：

属性名	属性说明
used_memory	Redis 分配器分配的内存量，也就是实际存储数据的内存总量
used_memory_human	以可读格式返回 Redis 使用的内存总量
used_memory_rss	从操作系统的角度，Redis 进程占用的总物理内存
used_memory_peak	内存分配器分配的最大内存，代表 used_memory 的历史峰值
used_memory_peak_human	以可读的格式显示内存消耗峰值
used_memory_lua	Lua 引擎所消耗的内存
mem_fragmentation_ratio	used_memory_rss/used_memory 比值，表示内存碎片率，used_memory_rss - used_memory 就是内存碎片的大小
mem_allocator	Redis 所使用的内存分配器，默认 jemalloc

2、内存消耗划分

2.缓冲内存

1.客户端缓冲区

客户端分为普通客户端（Jedis）、slave 客户端、pubsub 客户端。

输入缓冲区：

流程：客户端 -> 命令（输入缓冲区） -> 处理命令

注意：最大 1GB，超过后会被强制断开，不可动态设置。

输出缓冲区：

输出缓冲区对应的配置规则是：client-output-buffer-limit < class> < hard limit> < soft limit> < soft seconds>

< class>：客户端类型，分为三种（a）normal 普通客户端；（b）slave 从节点用于复制，伪装成客户端；（c）pubsub 发布订阅客户端。
< hard limit>：如果客户端使用的输出缓冲区大于 < hard limit>，客户端会被立即关闭。
< soft limit> 和 < soft seconds>：如果客户端使用的输出缓冲区超过了 < soft limit> 并且持续了 < soft limit> 秒，客户端会被立即关闭。

普通客户端（Jedis）默认 client-output-buffer-limit normal 0 0 0，默认没有限制客户端缓冲，注意防止大的命令或者 monitor。
slave 客户端默认 client-output-buffer-limit slave 256mb 64mb 60，注意从节点不要超过 2 个。
pubsub 客户端默认 client-output-buffer-limit pubsub 32mb 8mb 60，使用场景并不多，注意根据实际场景适当调试。

2.复制缓冲区

此部分内存独享，考虑部分复制，默认 1 MB，可以设置更大。

3.AOF 缓冲区

AOF 重写期间，AOF 的缓冲区没有容量限制。

3.对象内存

key对象：不要过长，量大不容忽视；
value对象：ziplist、intset 等优化方式。

4.内存管理

1.内存设置上限

定义实例最大内存，便于管理机器内存，一般要预留 30%。动态调整内存上限的命令：

	redis> config set maxmemory 6GB
	redis> config rewrite

2.内存回收策略

1、删除过期键值

惰性删除：访问 key -> expired dict -> del key
定时删除：每秒运行 10 次，采样删除。

2、内存溢出控制策略

超过 maxmemory 后触发相应策略，由 maxmemory-policy 控制。

• Noeviction：默认策略，不会删除任何数据，拒绝所有写入操作并返回错误信息 “(error) OOM command not allowed when used memory”，此时 Redis 只响应读操作由 maxmemory-policy 控制。
• Volatile-lru：根据 LRU 算法删除设置了超时属性（expire）的键，直到腾出足够空间为止，如果没有可删除的键对象，回退到 Noeviction 策略。
• Allkeys-lru：根据 LRU 算法删除键，不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空间为止。
• Allkeys-random：随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。
• Volatile-random：随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。
• Volatile-ttl：根据键值对象的 ttl 属性，删除最近将要过期的数据，如果没有，回退到 Noeviction 策略。

5.内存优化

1、合理的选择优化数据结构

2、客户端缓冲区内存优化

示例：一次内存暴增。Redis Sentinel 架构，maxmemory 设置为 4GB，发现主节点使用内存 4GB，从节点使用内存 2GB。

排查过程：主节点是否有大批量的写入？查看监控发现没有。
主从不一致？主从都执行 dbsize 命令，发现都是 23254136。
客户端溢出？实际上已经收到报警了，最大输出缓冲区溢出了，这个时候我们完全可以使用 client list 命令找到 omem 为 0 的客户端连接：

	redis-cli client list | grep -v "omem=0"

发现有一个 oll=201261 omem=4675586842 cmd=monitor 的连接，根据 cmd==monitor 判断执行来源是 monitor，monitor 拉取了那么大数据，但是自身消费不了，这个时候我们可以将 monitor 直接干掉，进行内存回收。

预防策略：

• 运维层面：线上 Redis 禁用 monitor（rename-command）命令；适度限制缓冲区大小；
• 开发层面：理解 monitor 原理，也可以短暂寻找热点 key（本地执行）；使用 CacheCloud 可以直接监控到。

3、其他方法

• 不要忽视 key 的长度，1 亿个键，1 个字节也是节省；
• 序列化和压缩方法，拒绝 java 原生，采用 protobuf、keyo、snappy 等。