Redis的VM(虛擬內(nèi)存)機(jī)制就是暫時把不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)(冷數(shù)據(jù))從內(nèi)存交換到磁盤中，從而騰出寶貴的內(nèi)存空間用于其它需要訪問的數(shù)據(jù)(熱數(shù)據(jù))。通過VM功能可以實(shí)現(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)分離，使熱數(shù)據(jù)仍在內(nèi)存中、冷數(shù)據(jù)保存到磁盤。這樣就可以避免因?yàn)閮?nèi)存不足而造成訪問速度下降的問題。

Redis提高數(shù)據(jù)庫容量的辦法有兩種：一種是可以將數(shù)據(jù)分割到多個Redis Server上；另一種是使用虛擬內(nèi)存把那些不經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)交換到磁盤上。需要特別注意的是Redis并沒有使用OS提供的Swap，而是自己實(shí)現(xiàn)。

Redis為了保證查找的速度，只會將value交換出去，而在內(nèi)存中保留所有的Key。所以它非常適合Key很小，Value很大的存儲結(jié)構(gòu)。如果Key很大，value很小，那么vm可能還是無法滿足需求。

VM相關(guān)配置

通過在redis的redis.conf文件里，設(shè)置VM的相關(guān)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在內(nèi)存和磁盤之間 換入和 換出操作。

相關(guān)配置如下：

#開啟vm功能
vm-enabled yes
#交換出來的value保存的文件路徑
vm-swap-file /tmp/redis.swap
#設(shè)置當(dāng)內(nèi)存消耗達(dá)到上限時開始將value交換出來
vm-max-memory 1000000
#設(shè)置單個頁面的大小，單位是字節(jié)
vm-page-size 32
#設(shè)置最多能交換保存多少個頁到磁盤
vm-pages 13417728
#設(shè)置完成交換動作的工作線程數(shù)，設(shè)置為0表示不使用工作線程而使用主線程,這會以阻塞的方式來運(yùn)行。建議設(shè)置成CPU核個數(shù)
vm-max-threads 4

redis規(guī)定同一個數(shù)據(jù)頁面只能保存一個對象，但一個對象可以保存在多個數(shù)據(jù)頁面中。在redis使用的內(nèi)存沒超過vm-max-memory時，是不會交換任何value到磁盤上的。當(dāng)超過最大內(nèi)存限制后，redis會選擇較老的對象(如果兩個對象一樣老會優(yōu)先交換比較大的對象)將它從內(nèi)存中移除，這樣會更加節(jié)約內(nèi)存。

對于Redis來說，一個數(shù)據(jù)頁面只會保存一個對象，也就是一個Value值，所以應(yīng)該將vm-page-size設(shè)置成大多數(shù)value可以保存進(jìn)去。如果設(shè)置太小，一個value對象就會占用幾個數(shù)據(jù)頁面，如果設(shè)置太大，就會造成頁面空閑空間浪費(fèi)。

VM的工作機(jī)制

redis的VM的工作機(jī)制分為兩種：一種是vm-max-threads=0，一種是vm-max-threads>0。

第一種：vm-max-threads = 0

數(shù)據(jù)換出： 主線程定期檢查使用的內(nèi)存大小，如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)存超出最大上限，會直接以阻塞的方式，將選中的對象 換出 到磁盤上(保存到文件中)，并釋放對象占用的內(nèi)存，此過程會一直重復(fù)直到下面條件滿足任意一條才結(jié)束：

1. 內(nèi)存使用降到最大限制以下。
2. 設(shè)置的交換文件數(shù)量達(dá)到上限。
3. 幾乎全部的對象都被交換到磁盤了。

數(shù)據(jù)換入： 當(dāng)有client請求key對應(yīng)的value已被換出到磁盤中時，主線程會以阻塞的方式從換出文件中加載對應(yīng)的value對象，加載時此時會阻塞所有client，然后再處理client的請求。這種方式會阻塞所有的client。

第二種：vm-max-threads > 0

數(shù)據(jù)換出： 當(dāng)主線程檢測到使用內(nèi)存超過最大上限，會將選中的要交換的數(shù)據(jù)放到一個隊(duì)列中交由工作線程后臺處理，主線程會繼續(xù)處理client請求。

數(shù)據(jù)換入： 當(dāng)有client請求key的對應(yīng)的value已被換出到磁盤中時，主線程先阻塞當(dāng)前client，然后將加載對象的信息放到一個隊(duì)列中，讓工作線程去加載，此時進(jìn)主線程繼續(xù)處理其他client請求。加載完畢后工作線程通知主線程，主線程再執(zhí)行被阻塞的client的命令。這種方式只阻塞單個client。

總結(jié)

Redis直接自己構(gòu)建了VM 機(jī)制 ，不會像一般的系統(tǒng)會調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)處理，會浪費(fèi)一定的時間去 移動 和 請求，而Redis不存在。這也是Redis能夠那么快的一個原因。