当数据删除后，Redis 释放的内存空间会由内存分配器管理，并不会立即返回给操作系统。所以，操作系统仍然会记录着给 Redis 分配了大量内存。

内存碎片的形成有内因和外因两个层面的原因。简单来说，内因是操作系统的内存分配机制，外因是 Redis 的负载特征。

内存分配器一般是按固定大小来分配内存，而不是完全按照应用程序申请的内存空间大小给程序分配。

Redis 申请内存空间分配时，本身就会有大小不一的空间需求。这是第一个外因。

第二个外因是，这些键值对会被修改和删除，这会导致空间的扩容和释放。

如何判断是否有内存碎片？

使用命令：INFO memory

这里有一个 mem_fragmentation_ratio 的指标，它表示的就是 Redis 当前的内存碎片率。其实，就是上面的命令中的两个指标 used_memory_rss 和 used_memory 相除的结果。

mem_fragmentation_ratio = used_memory_rss/ used_memory

mem_fragmentation_ratio 大于 1 但小于 1.5，这种情况是合理的。

mem_fragmentation_ratio 大于 1.5 。这表明内存碎片率已经超过了 50%。一般情况下，这个时候，我们就需要采取一些措施来降低内存碎片率了。

如何清理内存碎片？

一个“简单粗暴”的方法就是重启 Redis 实例。

从 4.0-RC3 版本以后，Redis 自身提供了一种内存碎片自动清理的方法，我们先来看这个方法的基本机制。

碎片清理是有代价的，操作系统需要把多份数据拷贝到新位置，把原有空间释放出来，这会带来时间开销。因为 Redis 是单线程，在数据拷贝时，Redis 只能等着，这就导致 Redis 无法及时处理请求，性能就会降低。

我们可以通过设置参数，来控制碎片清理的开始和结束时机，以及占用的 CPU 比例，从而减少碎片清理对 Redis 本身请求处理的性能影响。

首先，Redis 需要启用自动内存碎片清理，可以把 activedefrag 配置项设置为 yes，命令如下：config set activedefrag yes。

在清理的过程中，只要有一个条件不满足了，就停止自动清理：

还设置了两个参数，分别用于控制清理操作占用的 CPU 时间比例的上、下限，既保证清理工作能正常进行，又避免了降低 Redis 性能。这两个参数具体如下：

active-defrag-cycle-min 25：表示自动清理过程所用 CPU 时间的比例不低于 25%，保证清理能正常开展；
active-defrag-cycle-max 75：表示自动清理过程所用 CPU 时间的比例不高于 75%，一旦超过，就停止清理，从而避免在清理时，大量的内存拷贝阻塞 Redis，导致响应延迟升高。

Redis在进行内存碎片整理时，由于是主线程操作的，所以这块也是一个影响Redis性能的风险点。

此文章为8月Day15学习笔记，内容来源于极客时间《redis核心技术与实战》