Redis是目前最流行的内存NoSql数据库之一，通过在内存中读写数据，大大提高了读写速度，因为CPU不是Redis的瓶颈。Redis的瓶颈最有可能是机器内存或者网络带宽，既然单线程容易实现，而且CPU不会成为瓶颈，那就顺理成章地采用单线程的方案了。关于redis的性能，官方网站也有，普通笔记本轻松处理每秒几十万的请求。可以说Redis是实现网站高并发不可或缺的一部分。

下面我们就进一步了解Redis的内存模型，本文将主要从以上三个方向介绍Redis的内存模型，包括Redis占用内存的情况及如何查询、不同的对象类型在内存中的编码方式、内存划分、Redis使用过程中如何节省内存、Redis内存耗尽处理机制等。

1、估算Redis内存使用量。目前为止，内存的使用成本仍然相对较高，使用内存不能无所顾忌；根据需求合理的评估Redis的内存使用量，选择合适的机器配置，可以在满足需求的情况下节约成本。

2、Redis内存优化占用。了解Redis内存模型可以选择更合适的数据类型和编码，更好地利用Redis内存。

3、Redis内存耗尽处理机制。当Redis出现内存不足、耗尽时等问题时，它的底层处理机制是怎么样的。

一、Redis内存统计

工欲善其事必先利其器，在说明Redis内存之前首先说明如何统计Redis使用内存的情况。在客户端通过redis-cli连接服务器后（后面如无特殊说明，客户端一律使用redis-cli），通过info命令可以查看内存使用情况。

其中，info命令可以显示redis服务器的许多信息，包括服务器基本信息、CPU、内存、持久化、客户端连接信息等等；memory是参数，表示只显示内存相关的信息。返回结果中比较重要的几个说明如下：

1、used_memory：Redis分配器分配的内存总量（单位是字节），包括使用的虚拟内存（即swap）；Redis分配器后面会介绍。used_memory_human只是显示更友好。

2、used_memory_rss：Redis进程占据操作系统的内存（单位是字节），与top及ps命令看到的值是一致的；除了分配器分配的内存之外，used_memory_rss还包括进程运行本身需要的内存、内存碎片等，但是不包括虚拟内存。

3、mem_fragmentation_ratio：内存碎片比率，该值是used_memory_rss/used_memory的比值。

4、mem_allocator：Redis使用的内存分配器，在编译时指定；可以是libc、jemalloc或者tcmalloc，默认是jemalloc；截图中使用的便是默认的jemalloc。

更多详细可以自行查阅资料。

二、Redis内存划分

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）；通过前面的叙述可以知道，除了数据以外，Redis的其他部分也会占用内存。

Redis的内存占用主要可以划分为以下几个部分：

1、数据

作为数据库，数据是最主要的部分；这部分占用的内存会统计在used_memory中。

Redis使用键值对存储数据，其中的值（对象）包括5种类型，即字符串、哈希、列表、集合、有序集合。这5种类型是Redis对外提供的，实际上，在Redis内部，每种类型可能有2种或更多的内部编码实现；此外，Redis在存储对象时，并不是直接将数据扔进内存，而是会对对象进行各种包装：如redisObject、SDS等；这篇文章后面将重点介绍Redis中数据存储的细节。

2、进程本身运行需要的内存

Redis主进程本身运行肯定需要占用内存，如代码、常量池等等；这部分内存大约几兆，在大多数生产环境中与Redis数据占用的内存相比可以忽略。这部分内存不是由jemalloc分配，因此不会统计在used_memory中。

补充说明：除了主进程外，Redis创建的子进程运行也会占用内存，如Redis执行AOF、RDB重写时创建的子进程。当然，这部分内存不属于Redis进程，也不会统计在used_memory和used_memory_rss中。

3、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；其中，客户端缓冲存储客户端连接的输入输出缓冲；复制积压缓冲用于部分复制功能；AOF缓冲区用于在进行AOF重写时，保存最近的写入命令。在了解相应功能之前，不需要知道这些缓冲的细节；这部分内存由jemalloc分配，因此会统计在used_memory中。

4、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。例如，如果对数据的更改频繁，而且数据之间的大小相差很大，可能导致redis释放的空间在物理内存中并没有释放，但redis又无法有效利用，这就形成了内存碎片。内存碎片不会统计在used_memory中。

内存碎片的产生与对数据进行的操作、数据的特点等都有关；此外，与使用的内存分配器也有关系：如果内存分配器设计合理，可以尽可能的减少内存碎片的产生。后面将要说到的jemalloc便在控制内存碎片方面做的很好。

如果Redis服务器中的内存碎片已经很大，可以通过安全重启的方式减小内存碎片：因为重启之后，Redis重新从备份文件中读取数据，在内存中进行重排，为每个数据重新选择合适的内存单元，减小内存碎片。

三、Redis内存优化占用

众所周知，Redis的性能之所以如此之高，原因就在于它的数据都存储在「内存」中，所以访问Redis中的数据速度极快。

但从资源利用率层面来说，机器的内存资源相比于磁盘，还是比较昂贵的。

当你的业务应用在Redis中存储数据很少时，你可能并不太关心内存资源的使用情况。但随着业务的发展，你的业务存储在Redis中的数据就会越来越多。

如果没有提前制定好内存优化策略，那么等业务开始增长时，Redis占用的内存也会开始膨胀。

所以，提前制定合理的内存优化策略，对于资源利用率的提升是很有必要的。

那在使用Redis时，怎样做才能更节省内存呢？这里我给你总结了6点建议，我们依次来看：

1)控制key的长度

最简单直接的内存优化，就是控制key的长度。

在开发业务时，你需要提前预估整个Redis中写入key的数量，如果key数量达到了百万级别，那么，过长的key名也会占用过多的内存空间。

所以，你需要保证key在简单、清晰的前提下，尽可能把key定义得短一些。

例如，原有的key为user:book:，则可以优化为u:bk:。

这样一来，你的Redis就可以节省大量的内存，这个方案对内存的优化非常直接和高效。

2)避免存储bigkey

除了控制key的长度之外，你同样需要

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