Redis如何采用不同内存分配器碎片率对比

1. 引言

Redis是一个高性能的数据结构存储服务器，其以键值对的形式存储数据，并支持多种数据结构，如字符串、哈希、列表等，特别是在实时数据处理、缓存、队列、消息发布/订阅等场景中有着广泛的应用。Redis在处理数据时需要占用内存，而内存管理对于Redis更高效、更稳健地运行至关重要。Redis采用了多种内存分配器，如jemalloc、tcmalloc等。

2. 不同内存分配器的介绍

2.1 jemalloc

jemalloc是一个高效、可伸缩、多线程内存分配器，广泛用于各种Unix系统中。在安全、可靠、低碎片的同时还可以提高内存分配速度，其优点在于可以定制Memory Arena（JEMMALLOC_START_ARENA及JEMMALLOC_END_ARENA之间的内存区域），从而使得内存分配器和应用程序共同作业，减少内存碎片并提高CPU缓存命中率，从而提高内存分配速度。在Redis中默认采用了jemalloc内存分配器。

2.2 tcmalloc

tcmalloc是Google开发的一个快速的多线程内存分配器，其优点在于分配性能高效、内存使用率低。tcmalloc采用线程本地缓存、分配器开销、高效的队列等方式来提高内存分配效率，是目前最优秀的内存分配器之一。tcmalloc适用于高吞吐量、高并发访问的系统中，当系统需要快速锁定、分配和释放内存时，tcmalloc适合用于替代系统底层内存分配器，从而提高系统的稳定性和性能。

3. 不同内存分配器的碎片率对比

内存碎片是内存管理中不可避免的问题，而采用不同的内存分配器在内存碎片方面的表现也有所不同。下面是对Redis中jemalloc和tcmalloc内存分配器的碎片率对比：

      test jemalloc fragmentation

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      test tcmalloc fragmentation
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上述结果显示，tcmalloc的平均碎片率要低于jemalloc，这对于高并发场景下的底层服务至关重要。

4. 如何采用不同的内存分配器

Redis在编译时可以选择采用不同的内存分配器，可以通过如下方法来完成：

# 编译时使用jemalloc内存分配器

$ make MALLOC=jemalloc
# 编译时使用tcmalloc内存分配器
$ make MALLOC=tcmalloc

需要注意的是，不同的内存分配器在使用过程中可能会存在一些问题，如jemalloc会导致某些情况下的线程死锁，tcmalloc会存在一些内存泄漏的风险。

5. 总结

在Redis的高并发场景中，采用不同的内存分配器能够对性能和稳定性方面产生明显的影响。针对不同的应用场景和需求，可以选择jemalloc和tcmalloc等内存分配器，以期达到最好的内存管理效果。