Redis 是一个基于内存的数据结构存储系统，被广泛用于构建高性能、低延迟的系统。而内存碎片是Redis中一种常见的问题，内存碎片率高，它会导致内存占用率增加，甚至会导致Redis崩溃。本文将详细解释 Redis 内存碎片问题以及解决方法。
什么是内存碎片?
内存碎片是指内存中存在许多小块的空间，这些空间之间被其它已经使用的内存隔开，因此无法组成足够大小的可用内存块。这些空余内存在总体上足够，但没有一块足够大的连续的内存块，不能分配给大内存对象。这可能会导致内存浪费的问题，同时也会导致Redis的性能下降。
Redis 内存碎片的原因
Redis是基于内存的存储系统，每次接收到写入请求时，Redis都会分配一段内存来存储数据。当这些数据被删除后，原本被占用的内存变成了可用内存，Redis会保持这段内存的大小不变，以备将来再次用于存储数据。由于Redis中的数据大小是不固定的，当这些大小不同的内存块随着时间的推移变得重叠时，就会形成内存碎片。
内存碎片的原因可以归结为以下几点：
- Redis的内存分配策略是按页分配的，一页通常是64KB，如果被分配的数据大小不是64KB的整数倍，则Redis会将剩余的内存片段保留下来。这样就会导致后续写入请求分配内存时，会先分配保留下来的内存片段，而不是利用已释放的内存，导致内存碎片的产生。
- Redis中的内存分配是基于slab的，这意味着Redis在启动时会将内存分割成多个大小相等的区域（slab class），每个区域都由若干个固定大小的内存单元组成。每个内存单元都由一个内存页组成，这会导致内存碎片。
内存碎片的表现
内存碎片在Redis中的表现有以下几点：
- 内存占用率增加：由于Redis没有办法使用所有的内存，内存碎片会使Redis中使用的内存占用率变高，从而降低Redis的性能和稳定性。
- Redis只能使用部分内存：由于内存碎片的存在，Redis只能使用未被内存碎片占用的内存，导致可用内存减少，从而影响Redis的性能和稳定性。
- Redis频繁地申请和释放内存：由于内存碎片的存在，Redis需要频繁地申请和释放内存，这会增加CPU负载，从而降低Redis的性能。
如何避免 Redis 内存碎片？
为了避免内存碎片问题，在redis.conf文件中，可以通过设置maxmemory-policy为allkeys-lru或volatile-lru来激活内存碎片的自动处理机制。在这种情况下，Redis会定期扫描键空间，并使用最近最少使用的key来替换所有过期key的内存。这样可以保证内存利用率最大化，同时避免内存碎片问题。
