Redis介紹

Redis是當前比較熱門的NOSQL數據庫之一，和Memcache一樣，數據都是緩存在計算機內存中。完全開源免費，遵守BSD協議，是一個高性能的key-value數據庫。通過在內存中讀寫數據，大大提高了數據讀寫速度，可以說Redis是實現網站高并發不可或缺的一部分。

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Redis內存占用分布

Redis作為內存數據庫，在內存中存儲的內容主要是數據(鍵值對);除了數據以外，Redis的其他部分也會占用內存，內存占用主要可以劃分為以下幾個部分：

數據

數據是數據庫最主要的組成部分。Redis使用鍵值對存儲數據，其中包括五種類型：字符串、哈希、列表、集合、有序集合。

本身運行需要的內存

Redis本身也是一個程序，主進程運行及創建的子進程運行也需要占用內存，但這部分占用內存極少，大多數情況下可以忽略。

緩沖內存

緩沖內存包括客戶端緩沖區、復制積壓緩沖區、AOF緩沖區等，這部分占用內存也很少。

內存碎片

內存碎片是Redis在分配、回收物理內存過程中產生的。內存碎片產生原因主要是對數據的頻繁修改造成，導致Redis釋放的空間在物理內存中并沒有被釋放。若Redis服務器中內存碎片很大，可以通過安全重啟方式釋放內存。

Redis內存分析過程

分析Redis內存我們一般會采用bgsave生成dump.rdb文件再結合redis-rdb-tools和 sqlite或其他數據庫來進行靜態分析。

BGSAVE：在后臺異步(Asynchronously)保存當前數據庫的數據到磁盤。

BGSAVE 命令執行之后立即返回 OK，然后 Redis fork 出一個新子進程，原來的 Redis 進程(父進程)繼續處理客戶端請求，而子進程則負責將數據保存到磁盤，然后退出。

生成內存快照：redis-rdb-tools 是一個 python 的解析 rdb 文件的工具，在分析內存的時候，主要用它生成內存快照。

安裝redis-rdb-tools

1.使用pip安裝

# pip install rdbtools 

2.使用源碼安裝

# git clone https://github.com/sripathikrishnan/redis-rdb-tools 
# cd redis-rdb-tools 
# sudo python setup.py install 

使用redis-rdb-tools 生成內存快照

# rdb -c memory dump.rdb > memory.csv 

執行完后會生成 CSV 格式的內存報告。包含的列有：數據庫 ID，數據類型，key，內存使用量(byte)，編碼。內存使用量包含 key、value 和其他值。

$head memory.csv 
database,type,key,size_in_bytes,encoding,num_elements,len_largest_element 
0,string,coupon.id:652601465,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:631354838,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:632477800,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:620902294,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:631432959,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:632933399,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:632117725,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:634240609,112,string,8,8 
0,string,coupon.id:646312603,112,string,8,8 

使用SQLite分析內存快照

SQLite版本必須是3.16.0以上。

導入之前生成的csv文件：

$sqlite3 memory.db 
SQLite version 3.19.3 2017-06-27 16:48:08 
Enter ".help" for usage hints. 
sqlite> create table memory(database int,type varchar(128),key varchar(128),size_in_bytes int,encoding varchar(128),num_elements int,len_largest_element varchar(128)); 
sqlite> .mode csv memory 
sqlite> .import memory.csv memory 

數據導入后，可以使用sql來查詢我們所需的內容。

示例：

查詢內容占用最高的幾個key：

sqlite> select key,size_in_bytes from memory order by size_in_bytes desc limit 10; 
key,size_in_bytes 
xx.xx:xx,7860169636 
xx.xx:xx,3043206524 
xx.xx:xx,1866022916 
xx.xx:xx,420931316 
xx.xx:xx,171118172 
xx.xx:xx,162984940 
xx.xx:xx,133443892 
xx.xx:xx,80925132 
xx.xx:xx,28340356 

查詢出占用內容較高的key，做相應策略即可，快速止血方案可以刪掉這些key來釋放內存，長期來看，此類key設計必然不合理，業務層可能也會有問題，需要與研發一起制定方案。

后記

Redis使用起來很簡單，但是用好卻不容易。工作中作者至少遇到了兩次因為Redis key設計不合理而導致Redis內存爆炸式增長的事故。查找出設計不合理的key并處理掉雖然可以解決問題，但是卻是治標不治本，想要從根本解決，還得有一套Redis使用規范，當然這套規范就不在本文的討論范圍內了。