作者：京东零售吴佳前言redis，对于一个java开发工程师来说，其实并不是什么复杂新颖的技术，只是可能很少有人深入了解它底层的东西。接下来，我们将通过内存统计、内存划分、存储明细、对象类型&内部编码、手写笔记、潜心练习四个模块来学习redis的内存模型。1、Redismemorystatisticsinfomemory命令查看内存使用情况：服务器基本信息、CPU、内存、持久化、客户端连接信息等，如下图：(1)used_memory和used_memory_rssused_memory：由Redis分配器分配的Total内存+虚拟内存（磁盘）used_memory_rss：Redis进程占用操作系统的内存+进程自身需要的内存+内存碎片等（*：注意used_memory_rss不包括虚拟内存）两者的区别:①Orientationangle:used_memory:RedisAngleused_memory_rss:operatingsystemangle②后者的大小不一定比前者大：内存碎片和Redis进程运行需要占用内存，所以前者可能比后者小，另一方面，虚拟内存的存在使得前者可能比后者大(2)mem_fragmentation_ratio内存碎片率，等于used_memory_rss/used_memorymem_fragmentation_ratio>1：该值越大，内存碎片率越大mem_fragmentation_ratio<1：意思是Redis使用的是虚拟内存*：由于虚拟内存的介质是磁盘，所以比内存速度要慢很多。出现这种情况要及时排查，内存不足要及时处理，比如增加Redis节点，增加Redis服务器内存，优化应用等。正常情况下情况：mem_fragmentation_ratio=1.03左右（healthy：forjemalloc）以上情况：Redis没有存储数据，Redis进程本身的内存使得used_memory_rss比used_memory大很多（3）mem_allocator：Redis使用的内存分配器，指定在编译时，可以是libc、jemalloc或tcmalloc，默认是jemalloc。(4)used_memory_peak：Redis的内存消耗峰值(5)used_memory_human和used_memory_peak_human：字面意思，以人读的方式返回。2、redis的内存划分数据：最重要的部分会算在used_memory中。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。另外，Redis在存储对象时，并不会直接将数据扔到内存中，而是通过各种方式对对象进行包装：如RedisObject、SDS等。进程本身的内存：Redis主进程本身必须占用内存，比如代码，常量池等等。这部分内存大约有几兆，与大多数生产环境中Redis数据占用的内存相比，可以忽略不计。这部分内存不是jemalloc分配的，所以不会算在used_memory中。buffermemory：包含clientbuffer，copybacklogbuffer，AOFbufferclientbuffer：存放clientconnection的输入输出buffercopybacklogbuffer：用于部分copy功能AOFbuffer：用于AOFreplay写入时，保存最新的写入命令内存碎片：内存碎片是Redis在分配和回收物理内存的过程中产生的。3.Redis数据存储详解当我们执行一个redis命令时，比如：sethelloworld，redis的底层存储是干什么的？上面涉及到两个概念：jemalloc和RedisObject(1)jemallocmemoryallocator:可以是libc、jemalloc或tcmalloc，默认jemallocjemalloc内存划分：small,large,huge，每个划分成很多小的内存块单元（比如你需要存储一个大小为130字节的对象，jemalloc会把它放到一个160字节的内存单元。）（2）RedisObject（核心数据结构）Redis的五种类型都是通过RedisObject来存储的，Redis对象类型、内部编码、内存回收、共享对象等功能都需要RedisObject对象的支持。typedefstructredisObject{无符号类型：4;无符号编码：4；未签名的lru：REDIS_LRU_BITS；/*lru时间（相对于server.lruclock）*/intrefcount;void*ptr;}type：表示对象的数据类型，占4位。encoding：表示对象的内部编码，占4bits。对于redis的每一种数据类型，至少有两种内部编码。例如，字符串类型有：int、embstr、raw。lru：记录对象最后一次被命令程序访问的时间，不同版本占用的位数不同（如4.0版本占用24位，2.6版本占用22位）。refcount：1.概念：refcount记录对象被引用的次数，类型目前只有整型。2、作用：refcount的作用主要在于对象的引用计数和内存回收：①创建新对象时，将refcount初始化为1；②当有新程序使用该对象时，refcount加1；③当对象不再使用时，有新程序使用时，refcount减1；④当refcount变为0时，对象占用的内存将被释放。3、为什么只支持整数值的字符串对象？内存和CPU的平衡（时间）：①对于整数值，判断运算复杂度为O(1)；②对于普通字符串，判断复杂度为O(n)；③对于hashes、lists、sets和Orderedcollection，判断的复杂度为O(n^2)。4、当前实现：Redis服务器在初始化时，会创建10000个字符串对象，其值为0到9999的整数值；可以通过调整参数REDIS_SHARED_INTEGERS（4.0中的OBJ_SHARED_INTEGERS）的值来更改数字10,000。（可以通过objectrefcount命令查看共享对象的引用数：）ptr：ptr指针指向具体的数据，比如前面的例子中，sethelloworld，ptr指向包含字符串world的SDS（3）SDS1，概念：Redis并没有直接使用C字符串（即以空字符'\0'结尾的字符数组）作为默认的字符串表示，而是使用SDS。SDS是SimpleDynamicString的缩写。2、结构体：3、相关计算：*：buf数组的长度=free+len+1（其中1表示字符串末尾的空字符）一个SDS结构体占用的空间=free占用的长度+占用的长度bylen+buf数组的长度=4+4+free+len+1=free+len+9。4、加“\0”的目的：为简单字符串调用c字符串的一些函数。4、redis的对象类型&内部编码（一）String1，字符串长度不超过512MB2，内部编码有3种：int、embstr、raw3，编码转换关系：int:integerembstr:<=39bytesofstringraw:>39-bytestring4、embstr和raw的区别：①embstr使用redisObject和sds结构存储②emstr创建只分配一次内存空间（redisObject和sds是一起分配的，因为是continuous)缺点：创建和删除都需要整个redisObject和sds重新分配空间，所以emstr实现为只读。③raw需要分配两次5.修改emstr时，不管是否达到39字节，都会先变成raw再修改。这也是为了避免创建整个redisObject和sds（2）List1.内部编码：ziplist和linkedlist：（每个节点指向redisObject）2.压缩列表：节省空间，连续的内存块3.编码转换：什么时候使用压缩列表？①列表元素<512②列表中的所有字符串对象都小于64字节（字符串长度）（3）hash：innerhash和outerhashinnerhash：ziplist，hashtableOuterhash：hashtable
