Redis的刪除策略和內(nèi)存淘汰機(jī)制介紹

Redis過(guò)期鍵的刪除策略？

Redis的過(guò)期刪除策略就是：惰性刪除和定期刪除兩種策略配合使用。

惰性刪除：Redis的惰性刪除策略由db.c/expireIfNeeded函數(shù)實(shí)現(xiàn)，所有鍵讀寫(xiě)命令執(zhí)行之前都會(huì)調(diào)用 expireIfNeeded函數(shù)對(duì)其進(jìn)行檢查，如果過(guò)期，則刪除該鍵，然后執(zhí)行鍵不存在的操作；未過(guò)期則不作操作，繼續(xù)執(zhí)行原有的命令。

定期刪除：由Redis.c/activeExpireCycle 函數(shù)實(shí)現(xiàn)，函數(shù)以一定的頻率運(yùn)行，每次運(yùn)行時(shí)，都從一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)中取出一定數(shù)量的隨機(jī)鍵進(jìn)行檢查，并刪除其中的過(guò)期鍵。

附：刪除key常見(jiàn)的三種處理方式。

1、定時(shí)刪除

在設(shè)置某個(gè)key 的過(guò)期時(shí)間同時(shí)，我們創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器，讓定時(shí)器在該過(guò)期時(shí)間到來(lái)時(shí)，立即執(zhí)行對(duì)其進(jìn)行刪除的操作。

優(yōu)點(diǎn)：定時(shí)刪除對(duì)內(nèi)存是最友好的，能夠保存內(nèi)存的key一旦過(guò)期就能立即從內(nèi)存中刪除。

缺點(diǎn)：對(duì)CPU最不友好，在過(guò)期鍵比較多的時(shí)候，刪除過(guò)期鍵會(huì)占用一部分 CPU 時(shí)間，對(duì)服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間和吞吐量造成影響。

2、惰性刪除

設(shè)置該key 過(guò)期時(shí)間后，我們不去管它，當(dāng)需要該key時(shí)，我們?cè)跈z查其是否過(guò)期，如果過(guò)期，我們就刪掉它，反之返回該key。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì) CPU友好，我們只會(huì)在使用該鍵時(shí)才會(huì)進(jìn)行過(guò)期檢查，對(duì)于很多用不到的key不用浪費(fèi)時(shí)間進(jìn)行過(guò)期檢查。

缺點(diǎn)：對(duì)內(nèi)存不友好，如果一個(gè)鍵已經(jīng)過(guò)期，但是一直沒(méi)有使用，那么該鍵就會(huì)一直存在內(nèi)存中，如果數(shù)據(jù)庫(kù)中有很多這種使用不到的過(guò)期鍵，這些鍵便永遠(yuǎn)不會(huì)被刪除，內(nèi)存永遠(yuǎn)不會(huì)釋放。從而造成內(nèi)存泄漏。

3、定期刪除

每隔一段時(shí)間，我們就對(duì)一些key進(jìn)行檢查，刪除里面過(guò)期的key。

優(yōu)點(diǎn)：可以通過(guò)限制刪除操作執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)和頻率來(lái)減少刪除操作對(duì) CPU 的影響。另外定期刪除，也能有效釋放過(guò)期鍵占用的內(nèi)存。

缺點(diǎn)：難以確定刪除操作執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)和頻率。如果執(zhí)行的太頻繁，定期刪除策略變得和定時(shí)刪除策略一樣，對(duì)CPU不友好。如果執(zhí)行的太少，那又和惰性刪除一樣了，過(guò)期鍵占用的內(nèi)存不會(huì)及時(shí)得到釋放。另外最重要的是，在獲取某個(gè)鍵時(shí)，如果某個(gè)鍵的過(guò)期時(shí)間已經(jīng)到了，但是還沒(méi)執(zhí)行定期刪除，那么就會(huì)返回這個(gè)鍵的值，這是業(yè)務(wù)不能忍受的錯(cuò)誤。

Redis內(nèi)存淘汰機(jī)制？

當(dāng)現(xiàn)有內(nèi)存大于 maxmemory 時(shí)，便會(huì)觸發(fā)Redis主動(dòng)淘汰內(nèi)存方式，有如下幾種淘汰方式：

Redis 4.0前提供 6種數(shù)據(jù)淘汰策略：

volatile-lru：利用LRU算法移除設(shè)置過(guò)過(guò)期時(shí)間的key （LRU：最近使用 Least Recently Used ）

allkeys-lru：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，在鍵空間中，移除最近最少使用的key（這個(gè)是最常用的）

volatile-ttl：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db［i］.expires）中挑選將要過(guò)期的數(shù)據(jù)淘汰

volatile-random：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db［i］.expires）中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰

allkeys-random：從數(shù)據(jù)集（server.db［i］.dict）中任意選擇數(shù)據(jù)淘汰

no-eviction：禁止驅(qū)逐數(shù)據(jù)，也就是說(shuō)當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，新寫(xiě)入操作會(huì)報(bào)錯(cuò)。這個(gè)應(yīng)該沒(méi)人使用吧！

Redis 4.0后增加以下兩種：

volatile-lfu：從已設(shè)置過(guò)期時(shí)間的數(shù)據(jù)集（server.db［i］.expires）中挑選最不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)淘汰（LFU（Least Frequently Used）算法，也就是最頻繁被訪問(wèn)的數(shù)據(jù)將來(lái)最有可能被訪問(wèn)到）

allkeys-lfu：當(dāng)內(nèi)存不足以容納新寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，在鍵空間中，移除最不經(jīng)常使用的key。