内存回收策略

一、删除到达过期时间的键对象

1、删除过期键对象

惰性删除和定时任务删除机制实现过期键的内存回收。

①惰性删除

        惰性删除用于当客户端读取带有超时属性的键时， 如果已经超过键设置的过期时间， 会执行删除操作并返回空， 这种策略是出于节省CPU成本考虑， 不需要单独维护TTL链表来处理过期键的删除。 但是单独用这种方式存在内存泄露的问题， 当过期键一直没有访问将无法得到及时删除， 从而导致内存不能及时释放。

②定时任务删除

        Redis内部维护一个定时任务， 默认每秒运行10次（通过配置hz控制） 。 定时任务中删除过期键逻辑采用了自适应算法， 根据键的过期比例、 使用快慢两种速率模式回收键。

流程：

1） 定时任务在每个数据库空间随机检查20个键， 当发现过期时删除对应的键。
2） 如果超过检查数25%的键过期， 循环执行回收逻辑直到不足25%或运行超时为止， 慢模式下超时时间为25毫秒。
3） 如果之前回收键逻辑超时， 则在Redis触发内部事件之前再次以快模式运行回收过期键任务， 快模式下超时时间为1毫秒且2秒内只能运行1次。
4） 快慢两种模式内部删除逻辑相同， 只是执行的超时时间不同。
 

二、内存使用达到maxmemory上限时触发内存溢出控制策略。

        当Redis所用内存达到maxmemory上限时会触发相应的溢出控制策略。具体策略受maxmemory-policy参数控制， Redis支持6种策略：

  1. noeviction： 默认策略， 不会删除任何数据， 拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息（error） OOM command not allowed when used memory， 此时Redis只响应读操作。
  2. volatile-lru： 根据LRU算法删除设置了超时属性（expire） 的键， 直到腾出足够空间为止。 如果没有可删除的键对象， 回退到noeviction策略。
  3. allkeys-lru： 根据LRU算法删除键， 不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空间为止。
  4. allkeys-random： 随机删除所有键， 直到腾出足够空间为止。
  5. volatile-random： 随机删除过期键， 直到腾出足够空间为止。
  6. volatile-ttl： 根据键值对象的ttl属性， 删除最近将要过期数据。 如果没有， 回退到noeviction策略。

 内存优化

一、缩减键值对象

key长度： 如在设计键时， 在完整描述业务情况下， 键值越短越好。 如user： {uid}： friends： notify： {fid}可以简化为u： {uid}： fs： nt： {fid}。

value长度： ①值对象缩减比较复杂， 常见需求是把业务对象序列化成二进制数组放入Redis。 首先应该在业务上精简业务对象， 去掉不必要的属性避免存储无效数据。 其次在序列化工具选择上， 应该选择更高效的序列化工具来降低字节数组大小。②使用压缩算法压缩存储的数据，如GZIP。