Wie verwaltet Redis den Speicher?

Question

Accepted Answer

Da Redis Daten im RAM speichert, ist **Speicherverwaltung** kritisch — das Verständnis des `maxmemory`-Limits, **Eviction-Richtlinien**, Speicheroptimierung und Überwachung ist wesentlich für den zuverlässigen Betrieb von Redis ohne Speichermangel.

## maxmemory und Eviction

```text
Set a memory limit so Redis doesn't consume all RAM:
  maxmemory 2gb                       # cap Redis at 2GB
  maxmemory-policy allkeys-lru        # what to do when the limit is reached

When the limit is hit, Redis EVICTS keys per the policy (or rejects writes):
  allkeys-lru   → evict least-recently-used (any key) — common for a pure cache
  allkeys-lfu   → evict least-frequently-used
  volatile-lru  → evict LRU among keys WITH a TTL only
  volatile-ttl  → evict keys closest to expiry
  noeviction    → reject writes when full (good if Redis holds important data)
```

Das Setzen von `maxmemory` plus einer **Eviction-Richtlinie** kontrolliert das Verhalten, wenn der Speicher voll wird — unverzichtbar, um zu verhindern, dass Redis den Systemspeicher erschöpft oder abstürzt.

## Speicherüberwachung

```bash
INFO memory               # used_memory, peak, fragmentation ratio, etc.
MEMORY USAGE key          # memory used by a specific key
MEMORY DOCTOR             # diagnostics/recommendations
DBSIZE                    # number of keys
# watch: used_memory vs maxmemory, evicted_keys, fragmentation
```

## Speicheroptimierungstechniken

```text
✓ Set TTLs → expire data that's no longer needed (don't let data accumulate forever)
✓ Use efficient data structures → small hashes/lists/sets use compact encodings (ziplist/
  listpack) → much less memory than many separate keys
✓ Shorter key names (minor, but adds up at scale)
✓ Store only what you need; consider compression for large values
✓ Avoid huge keys (a single huge value/collection) — they cause latency spikes
```

## Warum Speicher in Redis wichtig ist

```text
RAM is LIMITED and more expensive than disk. Running out of memory →
  evictions (cache misses), rejected writes, or crashes.
→ Capacity planning, eviction policy, TTLs, and monitoring keep Redis healthy.
```

## Warum es wichtig ist

Das Verständnis der Redis-Speicherverwaltung ist wichtig für **zuverlässigen Redis-Betrieb**, da Redis Daten in begrenztem, relativ teurem RAM speichert. Daher ist Speicherverwaltung wesentlich, um zu verhindern, dass es Speicher erschöpft (was zu Evictions, abgelehnten Schreibvorgängen oder Abstürzen führt).

Die grundlegende Praxis — das Setzen von **`maxmemory`** (Begrenzung des Redis-Speichers) plus einer **Eviction-Richtlinie** — ist kritisch: Sie kontrolliert, was geschieht, wenn das Limit erreicht wird (Löschen von Keys gemäß Richtlinien wie `allkeys-lru` für einen reinen Cache oder `noeviction`, um Schreibvorgänge zu verweigern, wenn Redis wichtige Daten enthält), und verhindert, dass Redis den Systemspeicher erschöpft.

Die Wahl der richtigen Eviction-Richtlinie für den Anwendungsfall (LRU/LFU für Caches, noeviction oder volatile Richtlinien, wenn Daten wichtig sind) ist eine wichtige Konfigurationsentscheidung. **Speicherüberwachung** (`INFO memory` für Auslastung, Peak, Fragmentierung und evicted-keys; `MEMORY USAGE` pro Key) ist wesentlich für operative Transparenz — Überwachung der Auslastung im Vergleich zum Limit und Erkennung von Problemen.

Die Kenntnis von **Speicheroptimierungstechniken** — Verwendung von TTLs zum Löschen unnötiger Daten, Wahl effizienter Datenstrukturen (kleine Hashes/Lists verwenden kompakte Codierungen, viel billiger als viele separate Keys), Vermeidung großer Keys (die Latenzspitzen verursachen) und Speicherung nur notwendiger Daten — hilft, mehr Daten im Speicher zu halten und effizient zu arbeiten.

Da die In-Memory-Natur von Redis den Speicher zu einer endlichen, kritischen Ressource macht, und da ordnungsgemäße Speicherverwaltung (maxmemory + Eviction-Richtlinie, Überwachung und Optimierung) das ist, was Redis gesund hält und Out-of-Memory-Ausfälle verhindert, ist das Verständnis der Redis-Speicherverwaltung wichtiges, praktisch relevantes Wissen für zuverlässigen Redis-Betrieb — ein wichtiges operatives Anliegen, das diejenigen unterscheidet, die Redis in der Produktion betreiben können, von denen, die nur wissen, wie man es benutzt, und unverzichtbar, um echte Ausfälle durch unkontrolliertes Speicherwachstum zu vermeiden.