【51CTO.com快譯】在我們需要分析Redis實例的內存使用情況時，市場上有著許多免費的開源工具，同時也有少量的付費產品。如果您想更深層次地分析內存相關問題的話，就可能需要用到一些更具針對性的“獨門”工具了。

我們在本文中為您推薦了六種實用工具，它們曾被我們用來分析自己的Redis實例。它們分別是：

1. Redis Memory Analyzer（Redis內存分析器，RMA）
2. Redis Sampler（Redis采樣器）
3. RDB Tools（RDB 工具集）
4. Redis-Audit（Redis-審計）
5. Redis Toolkit（Redis工具包）
6. Harvest

1.Redis Memory Analyzer  

在Redis內存分析領域，RMA（Redis內存分析器）是最全面的FOSS（譯者注：Free and Open Source Software，免費且開源的軟件）之一。它支持三種不同的級別模式，分別是：

• 全局 – 顯示內存使用信息的概述。
• 掃描器 – 顯示***級別鍵值空間（keyspace）和前綴（prefix）的內存使用信息 - 換言之，使用最短的通用前綴（common prefix）。
• RAM – 顯示***級鍵值空間和前綴 - 換言之，使用最長的通用前綴。

每一種模式都有自己的用途，您可以在RMA的自述文件（https://github.com/gamenet/redis-memory-analyzer/blob/master/README.rst）中獲取進一步的詳細信息.

RMA - 全局模式 

在全局模式下，RMA 提供了一些高級別的統計信息，如鍵數、系統內存、駐留集的大小、鍵值空間的大小等。值得一提的是其特殊功能：“鍵值空間開銷”，這是Redis系統用來存儲與鍵值空間相關信息的內存數量，例如列表數據結構中的指針數量。

RMA - 掃描器模式 

在掃描器模式中，我們能夠獲取鍵值空間的概述。它給出了高級別的命名空間（因此，a:b:1和a:c:1合并為a:*），同時帶有各種條目的類型，及其命名空間所占用內存的百分比。該模式可作為分析的起點，然后使用下面的“RAM”模式進行詳細的分析。

RMA - RAM模式 

在RAM模式下，我們得到鍵值空間級別的內存開銷值，當然大多數其他開源的內存分析工具也能提供。因此，此處將a:b:1和a:c:1分別當作a:b:*和a:c:*，我們從而得到有關內存使用、實際數據大小、開銷、編碼、最小和***TTL等方面的詳細信息。這些都有助于我們查出那些系統中內存消耗“大戶”。

不過，此工具長久未被更新了（在GitHub上的***一次提交是在一年多以前）。即便如此，它仍然是我們進行詳細分析的***工具之一。

RMA的安裝和使用：

RMA需要在系統上事先安裝好Python和PIP（譯者注：Python的包管理工具），兩者一般都被預安裝在了主流的操作系統之上。安裝完畢后，您可以執行一條“pip install rma”的命令來安裝RDB工具。

您可以很容易地通過命令行來使用它，其語法為：“rma [-s HOST] [-p PORT] [-a PASSWORD] [-d DB] [-m pattern-to-match] [-l number-of-keys-to-scan] [-b BEHAVIOUR] [-t comma-separated-list-of-data-types-to-scan]”

RMA的優勢：

• 能夠實時運行。
• 使用掃描命令來遍歷數據庫，因此它對性能的影響是有限的，但分析的準確度較高。
• 有很好的支持文檔，很容易找到使用示例。
• 支持自定義和篩選功能，包括只分析特定的數據類型，或只是考慮與特定模式相匹配的鍵值。
• 能提供不同級別的詳細信息，包括：命名空間、鍵值或全局值。
• 相對其他工具，它具有一項特殊的功能：可以顯示數據結構的開銷（即，Redis系統用來存儲與鍵值空間相關信息的內存數量，例如列表數據結構中的指針數量）。

RMA的劣勢：

• 不支持概率采樣。對于大型數據庫來說，其線性掃描數據庫的方式可能會非常緩慢。為了提高性能，我們可以在返回了一定數量的鍵值后，選擇中止掃描。
• 輸出中帶有太多的細節。雖然對專家有用，但它也可能給新手帶來混淆。

2.Redis Sampler 

Redis Sampler是一款非常強大的工具，可以讓我們深入了解Redis實例的內存使用情況。它是由Redis背后的開發人員antirez（https://github.com/antirez）所維護。我們能從該工具中看到他對Redis的深入了解。該工具不常被更新，當然也鮮有問題報告被爆出。 

Redis Sampler對數據庫執行的是概率掃描，并能報告以下的信息：

• 鍵值在各種數據類型之間的百分比分布（基于鍵值的數量，而不是對象的大小）。
• 字符串類型的***鍵，基于strlen，以及它們所消耗的內存百分比。
• 對于所有其他數據類型，它計算出***鍵、并顯示到兩個單獨的列表中：一個是基于對象的大小；另一個是基于對象的項數。
• 對于每種數據類型，它還能顯示“2的冪分布”。這對于我們了解數據類型的大小分布是非常有用的。其輸出能夠詳細地說明給定類型鍵值的百分比區間，即：> 2^x和 <= 2^x+1。

Redis Sampler的安裝和使用：

由于是一個單獨的Ruby腳本，因此它要求Ruby已完成了安裝。同時，您還需要安裝好“rubygems”和“redis gems”。它的用法非常簡單，只需執行命令“./redis-sampler.rb”便可。

Redis Sampler的優勢：

• 非常簡單易用，沒有查找和需要理解的選項。
• 即使是新手也很容易讀懂它的輸出。同時，它也能提供足夠多的信息，供技術專家對Redis的實例進行詳細分析。其顯示區域的布局比較清晰，且能夠進行過濾。
• 適用于Redis的所有版本。
• 由于沒有用到任何諸如DEBUG OGJECT的特權命令，因此它可以被應用到包括亞馬遜 ElastiCache在內的任何系統之上。
• 它使用特定數據類型長度的命令來識別數據大小，因此其報告并不受序列化的影響。
• 適用于實時數據。雖然該工具建議是在環回接口上運行，但其實它也能支持對遠程系統的采樣。

Redis Sampler的劣勢：

• 如果其采樣頻率的設置高于數據庫的本身基數（cardinality），那么它將仍然使用隨機鍵值（RANDOMKEYS）而不是掃描（SCAN）模式。
• 沒有現成可用的bundle或Docker的圖像。您必須手動安裝其相應的依賴項（好在只有兩個依賴關系項）。
• 由于數據結構有著不同的存儲開銷，因此報告中的數據大小并不能完全匹配RAM上所占用的空間。
• 如果您的Redis實例需要身份驗證的話，它無法做到開箱即用（out-of-the-box）。您需要修改腳本以適應密碼的需求。最簡單形式是：redis = Redis.new(:host => ARGV[0], :port => ARGV[1].to_i, :db => ARGV[2].to_i) and change it to: redis = Redis.new(:host => ARGV[0], :port => ARGV[1].to_i, :db => ARGV[2].to_i, :password => "add-your-password-here")

3.RDB Tools 

RDB Tools對于任何一位苛刻的Redis管理員來說都是非常實用的工具套件。我們能夠想到的幾乎所有用例，它都有著對應的工具。在此，我們僅關注它的內存分析工具。雖然不像RMA或Redis Sampler那樣全面，但是RDB Tools提供了下面三個方面的重要信息： 

（1） 列出了所有（序列化）數值大于B字節【B由用戶來指定】的鍵。 

（2） ***的N個鍵【N由用戶指定】。 

（3） 特定鍵的大小：這是從數據庫中實時讀取的。

該套件在GitHub上有許多活躍的貢獻者，因此它能經常保持更新。在互聯網上我們也能找到RDB Tools的相關文檔。其維護者是Sripathi Krishnan（https://github.com/sripathikrishnan?tab=repositories）。眾所周知，他多年來為Redis社區提供了許多工具。

RDB Tools的安裝和使用：

RDB Tools需要在系統上事先安裝好Python和PIP，兩者一般都被預安裝在了主流操作的系統之上。安裝完畢后，您可以執行一條“pip install rdbtools python-lz”的命令來安裝RDB工具。

其用法非常簡單：

• 獲取前200個***鍵：rdb -c memory /var/redis/6379/dump.rdb –largest 200 -f memory.csv
• 獲取所有大于128字節的鍵值：rdb -c memory /var/redis/6379/dump.rdb --bytes 128 -f memory.csv
• 獲取鍵值的大小：redis-memory-for-key -s localhost -p 6379 -a mypassword person:1

RDB Tools的優勢：

• 輸出的CSV文件，可被其他開源工具所使用，從而方便地實現數據可視化，同時也能導入RDBMS中予以分析。
• 具有良好的支持文檔。
• 支持自定義和篩選選項，您可以籍此獲得更加有用的報告。

RDB Tools的劣勢：

• 不能分析實時數據，而且您必須獲取RDB dump文件。因此，它報告的是序列化內存的使用率，并非精確地顯示RAM上所占用的內存。
• 它并不支持任何內置的分組，因此無法找到***的命名空間。

4.Redis-Audit 

Redis-Audit是一種概率工具，您可以用它來快速地獲知內存的使用情況。它能夠輸出各種有用的鍵組信息，包括：總體內存消耗、組內***TTL、上一次平均訪問時間、組中過期鍵的百分比等。如果您想找到應用中那些大量消耗內存的鍵值組，那么它就是您的***工具。

Redis-Audit安裝和使用： 

您必須事先安裝了Ruby和Bundle（https://bundler.io/）。安裝完成之后，您可以將Redis-Audit的存儲庫（https://github.com/snmaynard/redis-audit.git）克隆到某個文件夾，或是下載zip工具（https://github.com/snmaynard/redis-audit/archive/master.zip）并解壓縮到那里。在該文件夾中，您可以運行“bundle install”來完成安裝。

它的用法非常簡單，你可以直接在命令行中輸入“execute”

redis-audit.rb hostname [port] [password] [dbnum] [sample_size]

Redis-Audit的優勢：

• 允許您為鍵值空間和前綴分組定義自己的正則表達式（regex）。
• 適用于Redis的所有版本。 

• 如果樣本的大小大于鍵的實際數量，它將遍歷所有的鍵。在另一方面，此操作會使用*鍵，而不使用掃描來阻止其他的操作。

Redis-Audit的劣勢：

• 由于使用了“DEBUG OBJECT”命令（這在ElastiCache中是不可用的），因此它所報告的序列化大小與RAM上的實際占用會有所不同。
• 由于不是表格的形式，因此其輸出不容易被快速地解析到。

5.Redis Toolkit  

Redis Toolkit是一種極簡易的監視方案。它可以被用于分析兩類關鍵指標：***率和內存消耗。雖然該項目會定期通過更新來修復bug，但并沒有社區去對它所提供的工具予以支持。

Redis Toolkit的安裝和使用：

 您的系統上必須先安裝好Docker。然后，克隆它的GitHub存儲庫（https://github.com/alexdicianu/redis_toolkit.git）或下載并解壓到某個文件夾中。在該文件夾里，您可以通過執行“./redis-toolkit install.”來完成簡單的安裝。

以下是一些純命令行的簡單操作：

• 開始監視***率：./redis-toolkit monitor
• 報告***率：./redis-toolkit report -name NAME -type hitrate
• 停止監視***率：./redis-toolkit stop
• 在本地系統上創建dump文件：./redis-toolkit dump
• 報告內存使用情況：./redis-toolkit report -type memory -name NAME

Redis Toolkit的優勢：

• 能夠通過易用的界面，向您提供準確的信息。
• 能夠將前綴分組為任何適合您的級別（因此，如果選取a:b:1和a:c:1，那么它既可以算作a:*、也可以單獨計算）。
• 適用于Redis的所有版本，同時不需要訪問諸如DEBUG OBJECT之類的特權命令。
• 具有良好的支持文檔。

Redis Toolkit的劣勢：

• 由于它工作在序列化的dump模式，因此無法進行實時的內容分析。同樣，它報告的內存使用量也并非完全等同于RAM的實際消耗量。
• 在Redis Toolkit運行時，計算機會創建一個dump文件。如果您訪問的是一個Redis的遠程實例，那么就可能需要一段時間才能完成。
• 使用MONITOR命令來監視***率，以捕獲在服務器上運行的所有命令。那么在生產環境中，這樣可能會降低性能，并帶來安全風險。
• 由于它是通過|GET| / (|GET| + |SET|)來計算***率的，因此如果某個數值經常發生變化，就算沒有錯過任何真實的緩存，那么它的***率也會有所降低。

6.Harvest

 這是一款概率采樣的工具，它可以被用于根據鍵的數量來識別十個***的命名空間和前綴。由于是一款較新的工具，它在GitHub上的關注度并不高。然而，如果您是一名想找到自己的實例中哪些應用數據有擁塞的Redis新手，那么Harvest對您來說就非常最容易上手。

Harvest的安裝和使用：

您可以通過鏈接：https://hub.docker.com/r/31z4/harvest/來下載它的Docker鏡像。一旦鏡像準備就緒，您就可以在CLI中使用“docker run --link redis:redis -it --rm 31z4/harvest redis://redis-URL”的命令來運行該工具。

Harvest的優勢：

• •適用于實時數據。
• •使用“memory usage”命令來獲取內存信息。因此它既能夠提供精確的數量信息（而不是序列化大小），又不需要訪問DEBUG OBJECT的命令。
• •您的命名空間不需要用冒號來區分開來。Harvest能夠識別常見的前綴，而不是依靠正則表達式來進行命名空間的識別。

Harvest的劣勢：

• 很難適用于任何其他類型的用例。
• 該工具僅適用于Redis v4.0及以上版本。
• 其支持文檔非常少。

免費工具的局限性

雖然我們在此列舉的工具對于調試Redis實例的內存問題非常實用，但是您也應該知道這些免費工具的一些局限性。

付費工具一般總能提供某些數據的可視化功能，但是我們在此所列舉的工具卻無法實現開箱即用。它們頂多給您輸出CSV文件，以供其他開源軟件進一步實現可視化，當然許多工具甚至連此類輸出都不具備。這就給Redis的新手用戶帶來了“陡峭”的學習曲線。因此，如果您需要經常進行內存分析的話，那么您***選用能夠提供良好的可視化功能的付費工具。

另一個局限性是它們存儲歷史信息的能力。和那些*nix的設計理念一樣，這些工具只專注于某個方面并能其做到***，但是它們鮮少涉獵整個監控領域。它們既不能提供一段時間的內存消耗曲線圖，也無法分析實時的數據。

選擇的底線

雖然單個工具的確無法滿足您的所有需求，但是它們可以作為您的“武器庫”中的常備“武器”，來配合諸如：ScaleGrid的Redis hosting（https://scalegrid.io/redis/products.html）之類具有監控能力的DBaaS服務，來聯合使用。

原文標題：The Top 6 Free Redis Memory Analysis Tools ，作者： Aparajita Raychaudhury

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