面试题：Redis 中 EMBSTR 对象的阈值设置为何为 44？其调整历史是什么？

在 Redis 中，EMBSTR（Embedded String）是一种特殊的内存优化编码方式，用于存储较短的字符串。它的设计目的是减少内存分配和碎片化，同时提高性能。EMBSTR 的阈值设置为 44 字节，这是经过精心设计和权衡的结果。以下是对这一问题的详细解答：

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1. EMBSTR 是什么？

EMBSTR 是 Redis 字符串对象的一种编码方式，它将字符串数据和 Redis 对象头（robj）存储在一块连续的内存中。相比于普通的 RAW 编码（字符串数据和对象头分开存储），EMBSTR 有以下优点：

• 内存连续：减少内存碎片。
• 减少内存分配次数：只需要一次内存分配。
• 提高缓存局部性：数据连续存储，有利于 CPU 缓存命中。

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2. 为什么阈值是 44 字节？

EMBSTR 的阈值设置为 44 字节，是基于以下因素的综合考虑：

（1）Redis 对象头（robj）的大小

Redis 的字符串对象头（robj）占用一定的内存空间。在 64 位系统中，robj 的大小通常为 16 字节（包括类型、编码、引用计数等字段）。

（2）内存对齐

为了提高内存访问效率，Redis 会对内存进行对齐。在 64 位系统中，内存对齐通常为 8 字节。因此，EMBSTR 的总大小需要是 8 的倍数。

（3）SDS 头部开销

Redis 使用 SDS（Simple Dynamic String）来存储字符串数据。SDS 头部包含长度和空闲空间等信息，通常占用 3 字节（对于较短的字符串）。

（4）计算总大小

• robj 头部：16 字节
• SDS 头部：3 字节
• 字符串数据：最多 44 字节
• 内存对齐：1 字节（填充）

总大小为：16 + 3 + 44 + 1 = 64 字节，正好是 8 的倍数。

（5）性能与内存的权衡

• 如果阈值设置过大，会导致 EMBSTR 的内存浪费（因为需要填充对齐）。
• 如果阈值设置过小，EMBSTR 的优化效果会减弱。
• 经过测试和权衡，44 字节是一个合理的阈值，能够在性能和内存利用率之间取得平衡。

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3. EMBSTR 的调整历史

EMBSTR 的阈值并不是一成不变的，它随着 Redis 版本的演进和硬件环境的变化进行过调整。

（1）早期版本

在 Redis 2.x 版本中，EMBSTR 的阈值可能更小（例如 39 字节），因为当时的对象头和内存对齐策略不同。

（2）Redis 3.x 及以后

在 Redis 3.x 及以后的版本中，EMBSTR 的阈值被调整为 44 字节，这是基于 64 位系统的优化结果。

（3）未来可能的调整

随着硬件的发展和 Redis 的优化，EMBSTR 的阈值可能会进一步调整。例如：

• 如果对象头或 SDS 头部的开销减少，阈值可能会增加。
• 如果内存对齐策略变化，阈值也可能会调整。

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4. 如何查看 Redis 对象的编码方式？

可以使用 Redis 的 OBJECT ENCODING 命令查看某个键的编码方式。例如：

SET mykey "hello"
OBJECT ENCODING mykey

如果字符串长度小于等于 44 字节，输出可能是 embstr；否则输出 raw。

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5. 总结

• EMBSTR 的阈值设置为 44 字节，是基于对象头大小、SDS 头部开销、内存对齐和性能权衡的结果。
• 这一阈值在 Redis 3.x 及以后的版本中被广泛使用。
• 随着 Redis 的演进，EMBSTR 的阈值可能会根据硬件和软件环境的变化进行调整。

通过理解 EMBSTR 的设计原理和阈值设置，可以更好地优化 Redis 的内存使用和性能。