【本文详细介绍了非关系型数据库Redis中虚拟内存的基本概念和配置方法，欢迎读者朋友们阅读、转发和收藏！】

1 基本概念

1.1 简介

和大多 NoSQL 数据库一样， Redis 同样遵循了 Key/Value 数据存储模型。在有些情况下， Redis 会将 Keys/Values 保存在内存中以提高数据查询和数据修改的效率，然而这样的做法并非总是很好的选择。鉴于此，我们可以将之进一步优化，即尽量在内存中只保留 Keys 的数据，这样可以保证数据检索的效率，而 Values 数据在很少使用的时候则可以被换出到磁盘。

在实际的应用中，大约只有 10% 的 Keys 属于相对比较常用的键，这样 Redis 就可以通过虚存将其余不常用的 Keys 和 Values 换出到磁盘上，而一旦这些被换出的 Keys 或 Values 需要被读取时， Redis 则将其再次读回到主内存中。

1.2 应用场景

对于大多数数据库而言，最为理想的运行方式就是将所有的数据都加载到内存中，而之后的查询操作则可以完全基于内存数据完成。然而在现实中这样的场景却并不普遍，更多的情况则是只有部分数据可以被加载到内存中。

在 Redis 中，有一个非常重要的概念，即 keys 一般不会被交换，所以如果你的数据库中有大量的 keys ，其中每个 key 仅仅关联很小的 value ，那么这种场景就不是非常适合使用虚拟内存。如果恰恰相反，数据库中只是包含少量的 keys ，而每一个 key 所关联的 value 却非常大，那么这种场景对于使用虚存就再合适不过了。

在实际的应用中，为了能让虚存更为充分的发挥作用以帮助我们提高系统的运行效率，我们可以将带有很多较小值的 Keys 合并为带有少量较大值的 Keys 。其中最主要的方法就是将原有的 Key/Value 模式改为基于 Hash 的模式，这样可以让很多原来的 Keys 成为 Hash 中的属性。

1.3 配置

1). 在配置文件中添加以下配置项，以使当前 Redis 服务器在启动时打开虚存功能。

vm-enabled yes

2). 在配置文件中设定 Redis 最大可用的虚存字节数。如果内存中的数据大于该值，则有部分对象被换出到磁盘中，其中被换出对象所占用内存将被释放，直到已用内存小于该值时才停止换出。

vm-max-memory (bytes)

Redis 的交换规则是尽量考虑 " 最老 " 的数据，即最长时间没有使用的数据将被换出。如果两个对象的 age 相同，那么 Value 较大的数据将先被换出。需要注意的是， Redis 不会将 Keys 交换到磁盘，因此如果仅仅 keys 的数据就已经填满了整个虚存，那么这种数据模型将不适合使用虚存机制，或者是将该值设置的更大，以容纳整个 Keys 的数据。在实际的应用，如果考虑使用 Redis 虚拟内存，我们应尽可能的分配更多的内存交给 Redis 使用，以避免频繁的换入换出。

3). 在配置文件中设定页的数量及每一页所占用的字节数。为了将内存中的数据传送到磁盘上，我们需要使用交换文件。这些文件与数据持久性无关， Redis 会在退出前会将它们全部删除。由于对交换文件的访问方式大多为随机访问，因此建议将交换文件存储在固态磁盘上，这样可以大大提高系统的运行效率。

vm-pages 134217728
vm-page-size 32

在上面的配置中， Redis 将交换文件划分为 vm-pages 个页，其中每个页所占用的字节为 vm-page-size ，那么 Redis 最终可用的交换文件大小为： vm-pages * vm-page-size 。由于一个 value 可以存放在一个或多个页上，但是一个页不能持有多个 value ，鉴于此，我们在设置 vm-page-size 时需要充分考虑 Redis 的该特征。

4). 在 Redis 的配置文件中有一个非常重要的配置参数，即：

vm-max-threads 4

该参数表示 Redis 在对交换文件执行 IO 操作时所应用的最大线程数量。通常而言，我们推荐该值等于主机的 CPU cores 。如果将该值设置为 0 ，那么 Redis 在与交换文件进行 IO 交互时，将以同步的方式执行此操作。

对于 Redis 而言，如果操作交换文件是以同步的方式进行，那么当某一客户端正在访问交换文件中的数据时，其它客户端如果再试图访问交换文件中的数据，该客户端的请求就将被挂起，直到之前的操作结束为止。特别是在相对较慢或较忙的磁盘上读取较大的数据值时，这种阻塞所带来的影响就更为突兀了。然而同步操作也并非一无是处，事实上，从全局执行效率视角来看，同步方式要好于异步方式，毕竟同步方式节省了线程切换、线程间同步，以及线程拉起等操作产生的额外开销。特别是当大部分频繁使用的数据都可以直接从主内存中读取时，同步方式的表现将更为优异。

如果你的现实应用恰恰相反，即有大量的换入换出操作，同时你的系统又有很多的 cores ，同时又不希望客户端在访问交换文件之前不得不阻塞一小段时间，那异步方式可能更适合于你的系统。至于最终选用哪种配置方式，最好的答案将来自于不断的实验和调优。