Linux Redis内存如何管理

Linux 上 Redis 内存管理的核心要点

一 内存构成与关键指标

• 内存组成：主要由对象内存（键值对真实数据）、缓冲内存（客户端输入/输出缓冲、复制积压缓冲区、AOF 缓冲区）、自身进程开销与内存碎片构成。Redis 默认使用 jemalloc 分配器，配合不同大小的内存类减少内部碎片。
• 关键监控指标（通过 INFO memory 查看）：
  • used_memory：Redis 分配器视角已用内存。
  • used_memory_rss：操作系统视角进程占用的物理内存。
  • mem_fragmentation_ratio = used_memory_rss / used_memory：碎片率；>1 常见，≈1.03 通常较健康；<1 可能发生了 Swap，性能会显著下降。
  • mem_allocator：如 jemalloc。
    这些指标用于判断是否存在碎片、是否发生交换、是否需要扩容或做碎片整理。

二 内存上限与淘汰策略

• 设置上限：通过 maxmemory 限制 Redis 可用内存（单位支持如 100mb、6gb）。在 64 位系统若不设置或为 0，表示不限制；32 位系统最多约 3GB。达到上限后，写入将按 maxmemory-policy 进行淘汰或报错。
• 淘汰策略（共 8 种）：
  • noeviction：不淘汰，写操作返回错误（默认）。
  • allkeys-lru / volatile-lru：从全部键或仅有过期时间的键中按 LRU（最近最少使用）淘汰。
  • allkeys-lfu / volatile-lfu（Redis 4.0+）：按 LFU（最不常用）淘汰。
  • allkeys-random / volatile-random：随机淘汰。
  • volatile-ttl：淘汰 TTL 剩余最短的键。
• 选择建议：
  • 访问呈幂律分布（热点明显）优先 allkeys-lru；
  • 键普遍设置 TTL 且希望按剩余时间清理优先 volatile-ttl；
  • 访问均匀可考虑 allkeys-random。
• 动态生效：可用 CONFIG SET maxmemory 6GB、CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru 在线调整（持久化到配置文件以防重启丢失）。

三 过期键删除与回收流程

• 惰性删除：当访问带有 TTL 的键时，若已过期则立即删除并返回空，优点是节省 CPU，缺点是过期键可能长时间不被访问而占用内存。
• 定期删除：后台任务每秒约运行 10 次（受 hz 影响），以“采样 + 删除”的方式自适应清理过期键，避免堆积。
• 达到上限的回收：当 used_memory 触及 maxmemory，按 maxmemory-policy 执行淘汰以腾出空间，保证写入可用（除 noeviction 外）。

四 Linux 系统层面的关键配置

• 透明大页 THP：建议关闭（或设置为 madvise），因为 THP 会让 fork 后的 写时复制（COW） 页从 4KB 放大到 2MB，显著增加重写期间的内存复制与阻塞风险。
• vm.overcommit_memory：建议设为 1（允许内核过量承诺内存），降低 fork 因内存不足失败的概率。
• 子进程与持久化：执行 RDB/AOF 重写 时会 fork 子进程；父子进程共享物理页，期间父进程发生写操作会触发 COW，实际额外内存开销取决于重写期间的写入量，需预留余量。
• 监控要点：关注 used_memory_rss、mem_fragmentation_ratio、是否出现 Swap、以及慢查询；碎片率高或 RSS 异常增长时考虑重启做碎片整理（在可控的维护窗口进行）。

五 快速排查与优化清单

• 设定合理上限：确保 maxmemory > used_memory，并预留 1–2GB 给碎片与运行时开销；在 INFO memory 中观察 mem_fragmentation_ratio 与 used_memory_rss 的趋势。
• 选择匹配业务的淘汰策略：热点数据用 allkeys-lru，带 TTL 的大量键用 volatile-ttl，均匀访问用 allkeys-random。
• 控制缓冲与连接：合理设置 client-output-buffer-limit（如 slave、pubsub、normal），避免慢客户端或大对象返回导致缓冲暴涨；结合 maxclients 控制连接规模。
• 优化数据结构与编码：尽量使用更紧凑的编码（如 ziplist/intset 条件满足时）、缩短 key、避免大 value 与频繁 APPEND/Range 导致碎片；必要时进行安全重启以回收碎片。
• 系统层面：关闭 THP、设置 vm.overcommit_memory=1，并在重写高峰期关注 fork 延迟与 COW 内存开销。