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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40% xxxxxxxxxxxxx

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test tcmalloc fragmentation

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40% xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

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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。

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