Redis介绍

Redis是当前比较热门的NOSQL数据库之一，和Memcache一样，数据都是缓存在计算机内存中。完全开源免费，遵守BSD协议，是一个高性能的key-value数据库。通过在内存中读写数据，大大提高了数据读写速度，可以说Redis是实现网站高并发不可或缺的一部分。

Redis内存占用分布

Redis作为内存数据库，在内存中存储的内容主要是数据（键值对）；除了数据以外，Redis的其他部分也会占用内存，内存占用主要可以划分为以下几个部分：

数据

数据是数据库最主要的组成部分。Redis使用键值对存储数据，其中包括五种类型：字符串、哈希、列表、集合、有序集合。

本身运行需要的内存

Redis本身也是一个程序，主进程运行及创建的子进程运行也需要占用内存，但这部分占用内存极少，大多数情况下可以忽略。

缓冲内存

缓冲内存包括客户端缓冲区、复制积压缓冲区、AOF缓冲区等，这部分占用内存也很少。

内存碎片

内存碎片是Redis在分配、回收物理内存过程中产生的。内存碎片产生原因主要是对数据的频繁修改造成，导致Redis释放的空间在物理内存中并没有被释放。若Redis服务器中内存碎片很大，可以通过安全重启方式释放内存。

Redis内存分析过程

分析Redis内存我们一般会采用bgsave生成dump.rdb文件再结合redis-rdb-tools和 sqlite或其他数据库来进行静态分析。

BGSAVE：在后台异步(Asynchronously)保存当前数据库的数据到磁盘。

BGSAVE 命令执行之后立即返回 OK，然后 Redis fork 出一个新子进程，原来的 Redis 进程(父进程)继续处理客户端请求，而子进程则负责将数据保存到磁盘，然后退出。

生成内存快照：redis-rdb-tools 是一个 python 的解析 rdb 文件的工具，在分析内存的时候，主要用它生成内存快照。

安装redis-rdb-tools

1.使用pip安装

# pip install rdbtools

2.使用源码安装

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

使用redis-rdb-tools 生成内存快照

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

执行完后会生成 CSV 格式的内存报告。包含的列有：数据库 ID，数据类型，key，内存使用量(byte)，编码。内存使用量包含 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分析内存快照

SQLite版本必须是3.16.0以上。

导入之前生成的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

数据导入后，可以使用sql来查询我们所需的内容。

示例：

查询内容占用最高的几个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

查询出占用内容较高的key，做相应策略即可，快速止血方案可以删掉这些key来释放内存，长期来看，此类key设计必然不合理，业务层可能也会有问题，需要与研发一起制定方案。

后记

Redis使用起来很简单，但是用好却不容易。工作中作者至少遇到了两次因为Redis key设计不合理而导致Redis内存爆炸式增长的事故。查找出设计不合理的key并处理掉虽然可以解决问题，但是却是治标不治本，想要从根本解决，还得有一套Redis使用规范，当然这套规范就不在本文的讨论范围内了。