【面经】面试官:讲讲Redis的虚拟内存?

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis作为分布式缓存的标配,在开发分布式和微服务系统时被广泛应用。但是,很少有小伙伴会去了解有关Redis的虚拟内存。这不,一哥们出去面试就被问到这个问题。今天,我们就一起来聊聊Redis的虚拟内存。

关于Redis

与大多数的NoSQL数据库一样,Redis同样遵循了Key/Value数据存储模型。但是在有些情况下,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,但是,这种方式也不是最优的。我们可以进一步优化,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持久化到磁盘。

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就可以通过虚拟内存将其余不常用的Keys和Values持久化到磁盘上,而一旦这些被持久化的Keys或Values需要被读取时,Redis则将其再次读回到主内存中。

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。但是,在现实中这样的场景并不多,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拟内存就非常合适了。

在实际的应用中,为了能让虚拟内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。

配置Redis虚拟内存

(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拟内存功能。

vm-enabled yes

(2)在配置文件中设定Redis最大可用的虚拟内存字节数。如果内存中的数据大于该值,则有部分对象被持久化到磁盘中,其中被持久化对象所占用的内存将被释放,直到已用内存小于该值时才停止持久化。

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持久化。如果两个对象的age相同,那么Value较大的数据将先被持久化。需要注意的是,Redis不会将Keys持久化到磁盘,因此如果仅仅keys的数据就已经填满了整个虚拟内存,那么这种数据模型将不适合使用虚拟内存机制,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,以避免频繁的将数据持久化到磁盘上。

(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将需要持久化的文件划分为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。

Redis同步数据方式

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。

至于最终选用哪种配置方式,最好的方式是不断的实验和调优。

相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
1月前
|
存储 NoSQL Java
可能是最漂亮的Redis面试基础详解
我是南哥,相信对你通关面试、拿下Offer有所帮助。敲黑板:本文总结了Redis基础最常见的面试题!包含了Redis五大基本数据类型、Redis内存回收策略、Redis持久化等。相信大部分Redis初学者都会忽略掉一个重要的知识点,Redis其实是单线程模型。我们按直觉来看应该是多线程比单线程更快、处理能力更强才对,比如单线程一次只可以做一件事情,而多线程却可以同时做十件事情。但Redis却可以做到每秒万级别的处理能力,主要是基于以下原因:(1)Redis是基于内存操作的,Redis所有的数据库状态都保存在
可能是最漂亮的Redis面试基础详解
|
21天前
|
监控 Java easyexcel
面试官:POI大量数据读取内存溢出?如何解决?
【10月更文挑战第14天】 在处理大量数据时,使用Apache POI库读取Excel文件可能会导致内存溢出的问题。这是因为POI在读取Excel文件时,会将整个文档加载到内存中,如果文件过大,就会消耗大量内存。以下是一些解决这一问题的策略:
52 1
|
23天前
|
存储 缓存 NoSQL
Redis Quicklist 竟让内存占用狂降50%?
【10月更文挑战第11天】
39 2
|
24天前
|
NoSQL Java API
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
在40岁老架构师尼恩的读者交流群中,近期有小伙伴在面试一线互联网企业时遇到了关于Redis分布式锁过期及自动续期的问题。尼恩对此进行了系统化的梳理,介绍了两种核心解决方案:一是通过增加版本号实现乐观锁,二是利用watch dog自动续期机制。后者通过后台线程定期检查锁的状态并在必要时延长锁的过期时间,确保锁不会因超时而意外释放。尼恩还分享了详细的代码实现和原理分析,帮助读者深入理解并掌握这些技术点,以便在面试中自信应对相关问题。更多技术细节和面试准备资料可在尼恩的技术文章和《尼恩Java面试宝典》中获取。
美团面试:Redis锁如何续期?Redis锁超时,任务没完怎么办?
|
1月前
|
NoSQL 算法 Redis
Redis面试篇
Redis面试篇
34 5
|
29天前
|
Java API 对象存储
JVM进阶调优系列(2)字节面试:JVM内存区域怎么划分,分别有什么用?
本文详细解析了JVM类加载过程的关键步骤,包括加载验证、准备、解析和初始化等阶段,并介绍了元数据区、程序计数器、虚拟机栈、堆内存及本地方法栈的作用。通过本文,读者可以深入了解JVM的工作原理,理解类加载器的类型及其机制,并掌握类加载过程中各阶段的具体操作。
|
1月前
|
缓存 NoSQL Java
Java中redis面试题
Java中redis面试题
33 1
|
12天前
|
存储 NoSQL Redis
Redis常见面试题:ZSet底层数据结构,SDS、压缩列表ZipList、跳表SkipList
String类型底层数据结构,List类型全面解析,ZSet底层数据结构;简单动态字符串SDS、压缩列表ZipList、哈希表、跳表SkipList、整数数组IntSet
|
1月前
|
NoSQL Redis
redis 的 key 过期策略是怎么实现的(经典面试题)超级通俗易懂的解释!
本文解释了Redis实现key过期策略的方式,包括定期删除和惰性删除两种机制,并提到了Redis的内存淘汰策略作为补充,以确保过期的key能够被及时删除。
50 1
|
24天前
|
存储 Kubernetes 架构师
阿里面试:JVM 锁内存 是怎么变化的? JVM 锁的膨胀过程 ?
尼恩,一位经验丰富的40岁老架构师,通过其读者交流群分享了一系列关于JVM锁的深度解析,包括偏向锁、轻量级锁、自旋锁和重量级锁的概念、内存结构变化及锁膨胀流程。这些内容不仅帮助群内的小伙伴们顺利通过了多家一线互联网企业的面试,还整理成了《尼恩Java面试宝典》等技术资料,助力更多开发者提升技术水平,实现职业逆袭。尼恩强调,掌握这些核心知识点不仅能提高面试成功率,还能在实际工作中更好地应对高并发场景下的性能优化问题。
下一篇
无影云桌面