作者：任仲禹
爱可生 DBA 团队成员，擅长故障分析和性能优化，文章相关技术问题，欢迎大家一起讨论。
背景问题
偶然收到某客户问题“我的 Redis 内存碎片率很低在 0.2 左右，网上说会导致 Redis 性能变慢，我该咋办？”。
官方的计算 Redis 内存碎片率的公式如下：
mem_fragmentation_ratio = used_memory_rss / used_memory
即 Redis 向操作系统中申请的内存 与 分配器分配的内存总量 的比值，两者简单来讲：
- 前者是我们通过 top 命令看到的 redis 进程 RES 内存占用总量
- 后者由 Redis 内存分配器（如 jemalloc）分配，包括自身内存、缓冲区、数据对象等
两者的比值结果 < 1 表示碎片率低， > 1 为高, 碎片率高的问题百度上海量文章有介绍，不多赘述，但碎片率低基本都归咎于使用了 SWAP 而导致 Redis 因访问磁盘而性能变慢。但，真的是这样吗？
验证
客户生产环境中
- 禁用了 SWAP
- 数据量为 60M 左右
- repl-backlog-size 即复制积压缓冲区配置为 1G
所以我这边设置下 vm.swappiness = 1 将 swap 先关掉，设置 repl-backlog-size=512M，再启个 Redis 空实例。
看下 memory stats，由于没任何键、复制线程、客户端，所以数据对象占用内存、复制积压缓冲区、客户端相关 buffer 都为 0；此时 Redis 内存分配器分配的内存总量是 863944（启动后初始内存量
startup.allocated+ 初始元数据 dataset.bytes），向操作系统申请的内存为 2789376，碎片率为 3.48。
给测试库启动个从库后，碎片率瞬间降为 0.01；
看下实例配置，实际复制积压缓冲区大小与分配器内存分配值能对应上，都为 512M；所以启动复制后，因为分配总内存变大但向操作系统申请的内存无太大变化，所以碎片率取值自然会骤降。
为什么此时 Redis 不向操作系统申请配置指定的 512M 内存？
答案是：只有在 slave 端初次建立复制/失连时才会真正向操作系统申请复制积压缓存；并且不是一次性向 OS 申请 512M，而是按需使用；可以简单测试如下。
模拟从库失联
从库执行 debug 命令模拟 Redis 夯死
给主库制造点压力
通过指定命令输出内存使用情况如下。
能看到复制积压缓冲区、复制客户端输出缓冲区逐渐消耗内存，但操作系统实际内存 used_memory_rss 并非一次性打满，而是按需增加。
碎片率小于 1 跟数据量有无关系？
前面通过实验，可以知道碎片率低并非仅由 SWAP 导致，复制积压缓冲区等配置值过大、键值对象数据极小的情况下也会使比值降低；那么数据量变大会咋样？
持续灌入数据
可以看到 used_memroy 和 used_memory_rss 都会逐渐变大，内存碎片率取值将逐渐趋于 1。
结论
- Redis 内存碎片率低并非只跟 SWAP 有关，生产环境通常建议禁用了 SWAP。
- 复制积压缓冲区配置较大、业务数据量较小的情况下极容易造成碎片率
远低于 1，这是正常现象，无需优化或调整。 - 通常将线上环境复制缓冲区的值
repl-backlog-size 设置的比较大，目的是防止主库频繁出现全量复制而影响性能。 - 随着业务数据量增长，Redis 内存碎片率比值会逐渐趋于 1。
