展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

Redis Assistant
Redis Assistant

Redis Assistant 是一款为Redis设计的高效可视化管理与监控工具,提供多种操作模式,高效处理服务器数据。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

¥19
Windows/macOS/Linux 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Linux 数据库管理工具
立即下载

内存碎片内存碎片如何产生的?Redis内部有自己的内存分配器,默认是jemalloc,为了提高内存使用的效率,来对内存的申请和释放进行管理。而内存分配器按照固定大小分配内存,并不是完全按照程序申请的内存大小来进行分配。比如程序申请一个20字节的内存,内存分配器会分配一个32字节的内存空间,这么做是为了减少分配次数。redis会申请不同大小的内存空间来存储不同业务不同类型的数据,由于内存按照固定大小分配且会比实际申请的内存要大一些,这个过程中会产生内存碎片。举个例子:我们用高铁车厢说明,假设一个车厢的座位总

本文目录

    内存碎片

    内存碎片如何产生的?

    Redis内部有自己的内存分配器,默认是jemalloc,为了提高内存使用的效率,来对内存的申请和释放进行管理。 而内存分配器按照固定大小分配内存,并不是完全按照程序申请的内存大小来进行分配。 比如程序申请一个20字节的内存,内存分配器会分配一个32字节的内存空间,这么做是为了减少分配次数。redis会申请不同大小的内存空间来存储不同业务不同类型的数据,由于内存按照固定大小分配且会比实际申请的内存要大一些,这个过程中会产生内存碎片。 举个例子: 我们用高铁车厢说明,假设一个车厢的座位总共有60个,现在已经卖 了57张票,需要三张连在一起的票,但发现买不到了,只好换一趟车。我们可以把这些分散的空座位叫作车厢座位碎片。

    内存碎片类似上面高铁座位的例子。虽然操作系统的剩余空间总量足够,但申请一块连续地址空间N字节时,剩余内存空间中没有大小为N字节的连续空间,那么这些剩余空间就是内存碎片。

    Redis的这种机制,提高了内存的使用率,但是会使Redis中有部分自己没在用,却不释放的内存,导致了内存碎片的发生。

    内存分配器

    在编译时指定的Redis使用的内存分配器,可以是libc、jemalloc、tcmalloc,默认是jemalloc。

    jemalloc在64位系统中,将内存空间划分为小、大、巨大三个范围;每个范围内又划分了许多小的内存块单位;存储数据的时候,会选择大小最合适的内存块进行存储。

    jemalloc划分的内存单元如下图所示:

    Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

    也就是说Redis是以指定大小的块为单位进行连续内存分配的,而不是按需分配的。Redis 会根据申请的内存最接近的固定值分配相应大小的空间。

    这就像你有不同的箱子,为了装东西,你需要找一个体积最接近的箱子来装。但是装进去后,你发现还有空间可以放一些小东西,就无需再找箱子了。但是,这种分配空间的方式会带来一定程度的内存碎片。我们可以把固定大小的划分空间看成不同体积的箱子,每种箱子里的空间不同程度上都会有剩余。这些剩余的空间就是内存碎片。

    怎么看是否有内存碎片?

    我们登陆到Redis服务器上,执行以下命令:

    redis> info memory

    我们会看到这些信息:

    Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

    指标mem_fragmentation_ratio:1.86 表示当前的内存碎片率。

    mem_fragmentation_ratio = used_memory_rss / used_memory

    used_memory_rss:是Redis向操作系统申请的内存。 used_memory:是Redis中的数据占用的内存。

    所以,mem_fragmentation_ratio=1应该是最理想的情况

    碎片率的意义?

    mem_fragmentation_ratio的不同值,说明不同的情况。

    • 大于1:说明内存有碎片,一般在1到1.5之间是正常的。

    • 大于1.5:说明内存碎片率比较大,需要考虑是否要进行内存碎片清理,要引起重视。

    • 小于1:说明已经开始使用交换内存,也就是使用硬盘了,正常的内存不够用了,需要考虑是否要进行内存的扩容,使用swap是相当影响性能的。

    清理内存碎片

    低于4.0-RC3版本的Redis

    如果你的Redis版本是4.0-RC3以下的,Redis服务器重启后,Redis会将没用的内存归还给操作系统,碎片率会降下来。

    高于4.0-RC3版本的Redis

    Redis4.0-RC3版本开始,可以在不重启的情况下,线上整理内存碎片。 自动碎片清理,只要设置了如下的配置,内存就会自动清理了。

    redis> config set activedefrag yes

    自动清理内存碎片的功能需要该Redis的内存分配器是jemalloc时才能启用。

    启用后需要同时满足下面2个参数的设置条件时才会触发自动清理

    active-defrag-ignore-bytes 100mb    # 默认100MB,表示内存碎片空间达到100MB时
    active-defrag-threshold-lower 10    # 默认10,表示内存碎片空间占OS分配给redis的物理内存空间的比例达到10%时

    redis是单进程模型,内存碎片自动清理是通过主线程操作的,也会消耗一定的CPU资源。为了避免自动清理降低Redis的处理性能,如下两个参数可以控制清理动作消耗的CPU时间比例的上下限。

    active-defrag-cycle-min 5 : 默认5,表示自动清理过程所用 CPU 时间的比例不低于5%,保证清理能正常开展;
    active-defrag-cycle-max 75: 默认75,表示自动清理过程所用 CPU 时间的比例不高于 75%,一旦超过,就停止清理,从而避免在清理时,大量的内存拷贝阻塞 Redis,导致响应延迟升高。

    如果你对自动清理的效果不满意,可以使用如下命令,直接试下手动碎片清理:

    redis > memory purge

    需要注意的是,该清理命令也只当Redis的内存分配器是jemalloc时才能生效

    #碎片整理总开关
    activedefrag yes
     
    #当碎片达到 100mb 时,开启内存碎片整理
    active-defrag-ignore-bytes 100mb
     
    #当碎片超过 10% 时,开启内存碎片整理
    active-defrag-threshold-lower 10
     
    #内存碎片超过 100%,则尽最大努力整理
    active-defrag-threshold-upper 100
     
    #内存自动整理占用资源最小百分比
    active-defrag-cycle-min 5
     
    #内存自动整理占用资源最大百分比
    active-defrag-cycle-max 50

    Pipeline管道

    为什么需要Pipeline

    Redis客户端执行一条命令分4个过程:

    发送命令-〉命令排队-〉命令执行-〉返回结果

    这个过程称为 Round Trip Time(简称RTT, 往返时间) ,mget mset有效节约了RTT,但大部分命令(如hgetall,并没有mhgetall)不支持批量操作,需要消耗N次RTT ,这个时候需要Pipeline来解决这个问题

    Pipeline 模式则是将执行的命令写入到缓冲中,最后由exec命令一次性发送给Redis执行返回。

    1、未使用Pipeline执行N条命令

    Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

    2、使用了Pipeline执行N条命令

    Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

    原生批命令(mset, mget)与Pipeline对比

    • 原生批命令是原子性,Pipeline是非原子性

    • 原生批命令一命令多个key, 但Pipeline支持多命令,Pipeline 不支持事务,因为命令是一条一条执行的。

    • 原生批命令是服务端实现,而Pipeline需要服务端与客户端共同完成

    Pipeline的优缺点

    • pipeline 每批打包的命令不能过多,因为 Pipeline 方式打包命令再发送,那么 Redis 必须在处理完所有命令前先缓存起所有命令的处理结果。这样就有一个内存的消耗。

    • Pipeline 操作是非原子性的,如果要求原子性的,不推荐使用 Pipeline

    • 使用Pipeline组装的命令个数不能太多,不然数据量过大,增加客户端的等待时间,还可能造成网络阻塞,可以将大量命令的拆分多个小的pipeline命令完成。

    一些疑问

    Pipeline 执行多少命令合适?

    根据官方的解释,推荐是以 10k 每批 (注意:这个是一个参考值,请根据自身实际业务情况调整)。

    Pipeline 批量执行的时候,是否对Redis进行了锁定,导致其他应用无法再进行读写?

    Redis 采用多路I/O复用模型,非阻塞IO,所以Pipeline批量写入的时候,一定范围内不影响其他的读操作。

    在编码时请注意,Pipeline 期间将“独占”链接,此期间将不能进行非“管道”类型的其他操作,直到 Pipeline 关闭;如果你的 Pipeline 的指令集很庞大,为了不干扰链接中的其他操作,你可以为 Pipeline 操作新建 Client 链接,让 Pipeline 和其他正常操作分离在2个 client 中。

    相关代码

        @Test
        void pipeline() {
            List result = redisTemplate.executePipelined((RedisCallback) connection -> {
                for (int i = 0; i < 100; i++) {
                    redisTemplate.opsForValue().set("pipel:" + i, i);
                }
                return null;
            });
        }

    Redis内存碎片产生原因及Pipeline管道原理是什么

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    编程开发
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    PixTV 网页版
    PixTV 网页版

    PixTV 是一款在浏览器中使用的 AI 视觉内容创作平台,提供图片、视频、音频、文字生成、AI 分镜、局部重绘、提示词反推和无限画布等工具,适合短剧、漫剧、广告及社交媒体内容制作。

    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    即将离开本站
    您即将前往第三方网站,请确认是否继续?

    网站备案号:苏ICP备2026018738号-1 联系邮箱:bd@zhengruan.com

    Copyright ©2018-2026