Redis SSD 是什么？

Redis SSD 通常指 Redis 使用 SSD（固態硬盤）作為持久化存儲介質的場景。雖然 Redis 是內存數據庫（數據主要駐留內存），但其持久化機制（如 RDB 快照和 AOF 日志）需要將數據寫入磁盤。使用 SSD 可以顯著提升持久化文件的讀寫速度，尤其在以下場景：

• 快速恢復：重啟時從 RDB/AOF 恢復數據到內存的速度更快。
• 高吞吐寫入：處理大量 AOF 日志寫入時，SSD 的 IOPS 能力優于 HDD。
• 混合存儲方案：某些擴展方案（如 Redis on Flash）將冷數據存于 SSD，熱數據存于內存，但需第三方支持。

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Redis 內存優化關鍵點

1. 選擇高效的數據結構

• 避免大 Key：單個 Key 的 Value 過大會增加內存和網絡開銷。
• 使用 Hash 替代多個 String：存儲對象屬性時，Hash 的 ziplist 編碼比多個 String 更省內存。
• HyperLogLog：基數統計（如 UV）時，HyperLogLog 僅需 12KB，誤差率 <1%。
• Bitmap：布爾值場景（如用戶簽到），Bitmap 極度壓縮存儲。

2. 利用編碼優化

Redis 根據數據特征動態選擇編碼方式，通過配置參數優化：

• ziplist：列表、哈希、有序集合在元素較少時使用壓縮列表。
• intset：整數集合用于全為整數的集合。
• quicklist：列表的底層結構（結合 ziplist 和鏈表）。

配置示例：

hash-max-ziplist-entries 512  # Hash 元素數 ≤512 時用 ziplist
hash-max-ziplist-value 64     # Hash 的每個字段值長度 ≤64 字節
set-max-intset-entries 512    # Set 元素數 ≤512 且全為整數時用 intset

3. 控制過期時間與淘汰策略

• 設置 TTL：自動清理過期數據，避免內存泄漏。
• 選擇淘汰策略：如 volatile-lru 或 allkeys-lfu，根據業務特點配置。

4. 內存碎片管理

• 啟用 Jemalloc：Redis 默認的內存分配器，減少碎片。
• 監控碎片率：通過 INFO memory 查看 mem_fragmentation_ratio，過高時重啟或使用 MEMORY PURGE（需支持）。

5. 共享對象池

• 小整數復用：Redis 默認緩存 0~9999 的整數，直接復用對象。

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embstr、raw、intset、ziplist 詳解

1. embstr 與 raw

• embstr（embedded string）

  • 適用場景：字符串長度 ≤44 字節（Redis 5.0+）。
  • 內存布局：RedisObject 和 SDS（簡單動態字符串）在連續內存中分配，減少內存碎片和指針開銷。
  • 優點：一次內存分配，CPU 緩存友好。

• raw

  • 適用場景：字符串長度 >44 字節。
  • 內存布局：RedisObject 和 SDS 分兩次分配，內存不連續。

示例：

SET key1 "short"      # embstr 編碼（長度 5）
SET key2 "a_very_long_string_..."  # raw 編碼（長度 >44）

2. intset（整數集合）

• 適用場景：Set 集合元素全為整數且元素數 ≤ set-max-intset-entries（默認 512）。
• 結構：連續內存存儲有序整數數組，支持 int16/int32/int64 動態升級。
• 優點：無哈希表開銷，內存緊湊。

示例：

SADD numbers 1 2 3    # intset 編碼
SADD numbers "hello"  # 編碼變為 hashtable

3. ziplist（壓縮列表）

• 適用場景：List、Hash、ZSet 在元素較少且值較小時使用。
• 結構：連續內存塊，通過長度字段和特殊編碼壓縮數據，無指針開銷。
• 優點：內存高效，但修改操作時間復雜度高（需重新分配內存）。

配置參數：

list-max-ziplist-size -2        # Quicklist 中每個 ziplist 節點大小
zset-max-ziplist-entries 128    # ZSet 元素數 ≤128 時用 ziplist
zset-max-ziplist-value 64       # ZSet 元素值長度 ≤64 字節

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溢出頁管理與數據存儲格式

行溢出（Row Overflow）

• 問題：當 Redis 的 Key 或 Value 過大時，內存碎片可能增加，但 Redis 無傳統數據庫的行溢出機制（因數據全在內存）。
• 優化：通過分片（如 Hash 分桶）或壓縮大 Value（如 gzip）。

數據存儲格式

• RedisObject：所有 Redis 數據統一封裝為 redisObject，包含類型（string/hash 等）、編碼（embstr/ziplist 等）和指針。
• SDS（簡單動態字符串）：動態擴展的字符串結構，支持二進制安全與高效追加操作。

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總結

技術點	核心作用	優化場景
SSD 持久化	加速 RDB/AOF 的讀寫	快速恢復、高吞吐寫入
embstr	短字符串內存優化	存儲小文本（如 Session ID）
intset	整數集合內存壓縮	存儲 IP 黑白名單
ziplist	小規模列表/哈希/有序集合的壓縮存儲	存儲對象屬性、小型排行榜
內存碎片管理	減少無效內存占用	長期運行的高頻寫入場景

通過合理選擇數據結構、調整編碼參數及利用 Redis 特性，可顯著降低內存占用并提升性能。