Redis教學(十一)：虛擬記憶體介紹

一、簡介：

    和大多數NoSQL資料庫一樣，Redis也遵循了Key/Value資料儲存模型。在某些情況下，Redis會將Keys/Values保存在記憶體中以提高資料查詢和資料修改的效率，然而這樣的做法並非總是很好的選擇。有鑑於此，我們可以將之進一步優化，即盡量在內存中只保留Keys的數據，這樣可以保證數據檢索的效率，而Values數據在很少使用的時候則可以被換出到磁碟。
    在實際的應用中，大約只有10%的Keys屬於相對比較常用的鍵，這樣Redis就可以透過虛存將其餘不常用的Keys和Values換出到磁碟上，而一旦這些被換出的Keys或Values需要讀取時，Redis則將其再次讀回主記憶體中。

二、應用場景：

    對大多數資料庫而言，最為理想的運作方式就是將所有的資料載入記憶體中，而之後的查詢作業則可以完全基於記憶體資料完成。然而在現實中這樣的場景卻並不普遍，更多的情況則是只有部分資料可以被載入到記憶體中。
    在Redis中，有一個非常重要的概念，即keys通常不會被交換，所以如果你的資料庫中有大量的keys，其中每個key僅僅關聯很小的value，那麼這種場景就不是非常適合使用虛擬記憶體。如果相反，資料庫中只是包含少量的keys，而每一個key所關聯的value卻非常大，那麼這種場景對於使用虛存就再合適不過了。
    在實際的應用中，為了能讓虛存更為充分的發揮作用以幫助我們提高系統的運作效率，我們可以將帶有很多較小值的Keys合併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模式改為基於Hash的模式，這樣可以讓許多原來的Keys成為Hash中的屬性。

三、設定：

  1). 在設定檔中加入下列設定項，以使目前Redis伺服器在啟動時開啟虛存功能。
    vm-enabled yes
    
    2). 在設定檔中設定Redis最大可用的虛存位元組數。如果記憶體中的資料大於該值，則有部分物件被換出到磁碟中，其中被換出物件所佔用記憶體將被釋放，直到已使用記憶體小於該值時才停止換出。

     vm-max-memory (bytes)

  Redis的交換規則是盡量考慮"最老"的數據，即最長時間沒有使用的數據將被換出。如果兩個物件的age相同，那麼Value較大的資料將先被換出。需要注意的是，Redis不會將Keys交換到磁碟，因此如果僅僅keys的資料就已經填滿了整個虛存，那麼這種資料模型將不適合使用虛存機制，或者是將該值設定的更大，以容納整個Keys的資料。在實際的應用，如果考慮使用Redis虛擬內存，我們應盡可能的分配更多的內存交給Redis使用，以避免頻繁的換入換出。
    
    3). 在設定檔中設定頁的數量及每一頁所佔用的位元組數。為了將記憶體中的資料傳送到磁碟上，我們需要使用交換文件。這些檔案與資料持久性無關，Redis會在退出前會將它們全部刪除。由於對交換文件的訪問方式大多為隨機訪問，因此建議將交換文件存儲在固態磁碟上，這樣可以大大提高系統的運行效率

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個頁，其中每個頁所佔用的位元組為vm-page-size，那麼Redis最終可用的交換檔案大小為：vm-pages * vm-page-size。由於一個value可以存放在一個或多個頁面上，但是一個頁面不能持有多個value，有鑑於此，我們在設定vm-page-size時需要充分考慮Redis的這個特徵。
  
    4). 在Redis的設定檔中有一個非常重要的設定參數，即：

    vm-max-threads 4

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。
    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。
    如果你的现实应用恰恰相反，即有大量的换入换出操作，同时你的系统又有很多的cores，有鉴于此，你又不希望客户端在访问交换文件之前不得不阻塞一小段时间，如果确实是这样，我想异步方式可能更适合于你的系统。
    至于最终选用哪种配置方式，最好的答案将来自于不断的实验和调优。

以上就是Redis教程(十一)：虚拟内存介绍的内容，更多相关内容请关注PHP中文网（www.php.cn）！