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Redis教程(十一)：虛擬內(nèi)存介紹

更新時(shí)間：2015年04月30日 11:59:50 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Redis教程(十一)：虛擬內(nèi)存介紹,本文講解了虛擬內(nèi)存簡(jiǎn)介、應(yīng)用場(chǎng)景和配置方法等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

一、簡(jiǎn)介：

和大多NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)一樣，Redis同樣遵循了Key/Value數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型。在有些情況下，Redis會(huì)將Keys/Values保存在內(nèi)存中以提高數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)修改的效率，然而這樣的做法并非總是很好的選擇。鑒于此，我們可以將之進(jìn)一步優(yōu)化，即盡量在內(nèi)存中只保留Keys的數(shù)據(jù)，這樣可以保證數(shù)據(jù)檢索的效率，而Values數(shù)據(jù)在很少使用的時(shí)候則可以被換出到磁盤。
在實(shí)際的應(yīng)用中，大約只有10%的Keys屬于相對(duì)比較常用的鍵，這樣Redis就可以通過(guò)虛存將其余不常用的Keys和Values換出到磁盤上，而一旦這些被換出的Keys或Values需要被讀取時(shí)，Redis則將其再次讀回到主內(nèi)存中。

二、應(yīng)用場(chǎng)景：

    對(duì)于大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)而言，最為理想的運(yùn)行方式就是將所有的數(shù)據(jù)都加載到內(nèi)存中，而之后的查詢操作則可以完全基于內(nèi)存數(shù)據(jù)完成。然而在現(xiàn)實(shí)中這樣的場(chǎng)景卻并不普遍，更多的情況則是只有部分?jǐn)?shù)據(jù)可以被加載到內(nèi)存中。
    在Redis中，有一個(gè)非常重要的概念，即keys一般不會(huì)被交換，所以如果你的數(shù)據(jù)庫(kù)中有大量的keys，其中每個(gè)key僅僅關(guān)聯(lián)很小的value，那么這種場(chǎng)景就不是非常適合使用虛擬內(nèi)存。如果恰恰相反，數(shù)據(jù)庫(kù)中只是包含少量的keys，而每一個(gè)key所關(guān)聯(lián)的value卻非常大，那么這種場(chǎng)景對(duì)于使用虛存就再合適不過(guò)了。
    在實(shí)際的應(yīng)用中，為了能讓虛存更為充分的發(fā)揮作用以幫助我們提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，我們可以將帶有很多較小值的Keys合并為帶有少量較大值的Keys。其中最主要的方法就是將原有的Key/Value模式改為基于Hash的模式，這樣可以讓很多原來(lái)的Keys成為Hash中的屬性。

三、配置：

  1). 在配置文件中添加以下配置項(xiàng)，以使當(dāng)前Redis服務(wù)器在啟動(dòng)時(shí)打開(kāi)虛存功能。
    vm-enabled yes

    2). 在配置文件中設(shè)定Redis最大可用的虛存字節(jié)數(shù)。如果內(nèi)存中的數(shù)據(jù)大于該值，則有部分對(duì)象被換出到磁盤中，其中被換出對(duì)象所占用內(nèi)存將被釋放，直到已用內(nèi)存小于該值時(shí)才停止換出。

復(fù)制代碼代碼如下:

vm-max-memory (bytes)

    Redis的交換規(guī)則是盡量考慮"最老"的數(shù)據(jù)，即最長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有使用的數(shù)據(jù)將被換出。如果兩個(gè)對(duì)象的age相同，那么Value較大的數(shù)據(jù)將先被換出。需要注意的是，Redis不會(huì)將Keys交換到磁盤，因此如果僅僅keys的數(shù)據(jù)就已經(jīng)填滿了整個(gè)虛存，那么這種數(shù)據(jù)模型將不適合使用虛存機(jī)制，或者是將該值設(shè)置的更大，以容納整個(gè)Keys的數(shù)據(jù)。在實(shí)際的應(yīng)用，如果考慮使用Redis虛擬內(nèi)存，我們應(yīng)盡可能的分配更多的內(nèi)存交給Redis使用，以避免頻繁的換入換出。

    3). 在配置文件中設(shè)定頁(yè)的數(shù)量及每一頁(yè)所占用的字節(jié)數(shù)。為了將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)傳送到磁盤上，我們需要使用交換文件。這些文件與數(shù)據(jù)持久性無(wú)關(guān)，Redis會(huì)在退出前會(huì)將它們?nèi)縿h除。由于對(duì)交換文件的訪問(wèn)方式大多為隨機(jī)訪問(wèn)，因此建議將交換文件存儲(chǔ)在固態(tài)磁盤上，這樣可以大大提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

復(fù)制代碼代碼如下:

    vm-pages 134217728

    vm-page-size 32

在上面的配置中，Redis將交換文件劃分為vm-pages個(gè)頁(yè)，其中每個(gè)頁(yè)所占用的字節(jié)為vm-page-size，那么Redis最終可用的交換文件大小為：vm-pages * vm-page-size。由于一個(gè)value可以存放在一個(gè)或多個(gè)頁(yè)上，但是一個(gè)頁(yè)不能持有多個(gè)value，鑒于此，我們?cè)谠O(shè)置vm-page-size時(shí)需要充分考慮Redis的該特征。

4). 在Redis的配置文件中有一個(gè)非常重要的配置參數(shù)，即：

復(fù)制代碼代碼如下:

vm-max-threads 4

    該參數(shù)表示Redis在對(duì)交換文件執(zhí)行IO操作時(shí)所應(yīng)用的最大線程數(shù)量。通常而言，我們推薦該值等于主機(jī)的CPU cores。如果將該值設(shè)置為0，那么Redis在與交換文件進(jìn)行IO交互時(shí)，將以同步的方式執(zhí)行此操作。
    對(duì)于Redis而言，如果操作交換文件是以同步的方式進(jìn)行，那么當(dāng)某一客戶端正在訪問(wèn)交換文件中的數(shù)據(jù)時(shí)，其它客戶端如果再試圖訪問(wèn)交換文件中的數(shù)據(jù)，該客戶端的請(qǐng)求就將被掛起，直到之前的操作結(jié)束為止。特別是在相對(duì)較慢或較忙的磁盤上讀取較大的數(shù)據(jù)值時(shí)，這種阻塞所帶來(lái)的影響就更為突兀了。然而同步操作也并非一無(wú)是處，事實(shí)上，從全局執(zhí)行效率視角來(lái)看，同步方式要好于異步方式，畢竟同步方式節(jié)省了線程切換、線程間同步，以及線程拉起等操作產(chǎn)生的額外開(kāi)銷。特別是當(dāng)大部分頻繁使用的數(shù)據(jù)都可以直接從主內(nèi)存中讀取時(shí)，同步方式的表現(xiàn)將更為優(yōu)異。
    如果你的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用恰恰相反，即有大量的換入換出操作，同時(shí)你的系統(tǒng)又有很多的cores，有鑒于此，你又不希望客戶端在訪問(wèn)交換文件之前不得不阻塞一小段時(shí)間，如果確實(shí)是這樣，我想異步方式可能更適合于你的系統(tǒng)。
    至于最終選用哪種配置方式，最好的答案將來(lái)自于不斷的實(shí)驗(yàn)和調(diào)優(yōu)。

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