Redis INFO 命令详解

Posted 2022-12-06 杨博东的博客

没有代码的解释不是解释，没有deadline的任务不是任务，没有流程图或分享的源码阅读不是源码阅读，没有报告的性能测试不是性能测试。 —— 漠冰 曰

这篇文章打算作为INFO命令的输出整理汇总，目前还未全部完成…

1. 环境

代码版本：redis-4.0.6
工具：本地用CLion打开，增加CMakeLists.txt就可以调试了。

cmake_minimum_required(VERSION 3.6)
project(redis-4.0.6)

set(CMAKE_C_FLAGS "$CMAKE_C_FLAGS -g")

add_custom_target(redis COMMAND make CFLAGS="-g" -C $redis-4.0.6_SOURCE_DIR CLION_EXE_DIR=$PROJECT_BINARY_DIR)

2. Memory模块

2.1 源码位置
redis.c:2922：INFO命令中有关Memory模块的部分

2.2 Memory命令的输出（找一个内存碎片率比较大的实例）

• used_memory：表示Redis从启动开始到现在malloc的内存数量，由zmalloc.c中定义一个静态全局变量used_memory表示，每次内存分配或者回收的时候都会更新它的值。
• used_memory_rss：表示Redis进程驻留内存中的物理页面数量 * 页面大小，其中物理页面数量通过/proc/pid/stat获取，代码见这里，以上面截图为例，ps命令找到pid，去/proc/pid/下看这个Redis进程的情况。

$cat stat
109821 (rredis) S 1 109821 109821 0 -1 4202560 1495102 0 0 0 6481 13490 0 0 20 0 6 0 2063841897 245932032 1037 18446744073709551615 1 1 0 0 0 0 0 16781313 17610 18446744073709551615 0 0 17 2 0 0 0 0 0

输出结果中第24字段是rss的值，具体参考man 5 /proc，它的值为：1037，这也就是Redis进程驻留内存的物理页面数量， 计算下Redis进程的内存大小：1037页*4K=1037*4*1024字节=4247552字节，可以看到和used_memory_rss值是一样的。

• used_memory_peak：表示Redis在运行过程中使用内存的最大值，它的值由serverCron()函数定期更新，每次判断used_memory当前值是否大于used_memory_peak，如果大于就将它的值更新为used_memory值，代码见这里。
• total_system_memory：表示系统总内存大小，获取方式见这里。
• used_memory_lua：表示运行lua占用的内存，通过lua_gc()获取，代码见这里。
• maxmemory：用户指定的Redis最大内存消耗数量，超过这个值会按照既定的淘汰策略淘汰Key。
• mem_fragmentation_ratio：内存碎片率，它的值为 used_memory_rss/used_memory，计算方法见这里。如果此值接近1表示服务器内存碎片很少，大于1.5表示内存碎片率较大，举个例子解释：如果Redis进程malloc了1024K内存，操作系统如果为它分配了256个物理页（页面大小为4K），刚好为1024K，那说明内存分配非常紧凑，可是如果超过256太多，甚至达到了500，在计算RSS的时候，500*4K = 2000K，此时的mem_fragmentation_ratio = 2000/1024=2左右，说明内存碎片率较高。

2.3 Redis4.0 新Memory命令
对内存信息控制更加精细，但是其中很多获取指标的方法还是原来的方法，后面有时间再分析。

3. CPU模块

3.1 源码位置
server.c#L3274：info 的CPU模块

3.2 含义解释
通过INFO CPU命令可以查看Redis进程对于CPU的使用情况，如下：

这几个字段的含义如下所示：

used_cpu_sys: System CPU consumed by the Redis server 
used_cpu_user:User CPU consumed by the Redis server
used_cpu_sys_children: System CPU consumed by the background processes
used_cpu_user_children: User CPU consumed by the background processes

3.3 什么是System CPU？什么是User CPU ？
CPU通常来说有三种状态：

• Idle, 空闲，什么也不做.
• Running a user space program,运行在用户态，例如shell或者chrome浏览器等用户态程序。
• Running the kernel, 运行在内核态，管理中断或者资源，执行系统调用，例如用户态程序malloc内存，fork子进程等.

通过top命令可以查看到CPU的信息：

%Cpu(s): 24.8 us,  0.5 sy,  0.0 ni, 73.6 id,  0.4 wa,  0.0 hi,  0.2 si,  0.0 st

关注的主要信息就是这三种us 用户态,sy 内核态,id 空闲，这三个值加起来接近100.
其他字段信息解释见：http://blog.scoutapp.com/articles/2015/02/24/understanding-linuxs-cpu-stats

3.4 Redis INFO CPU 信息来源
实际上是通过调用 getrusage 这个系统调用完成的。

NAME
     getrusage -- get information about resource utilization
     int getrusage(int who, struct rusage *r_usage);
DESCRIPTION
     getrusage() returns information describing the resources utilized by the current process, or all its terminated child processes.

可以统计一个进程占用的CPU信息，第二个参数是统计信息的结构体，将信息保存至结构体返回。

因此INFO CPU命令输出的信息表示的是：从Redis启动到此刻，CPU所分别花费在系统和用户态的时间累积，因此只要Redis进程不退出，这个数值是不断变大的，源码见这里

继续给文章开头启动的Redis插入1G的数据，可以看见使用CPU时间都增长了：