文章目录

  • 1. Redis的数据过期清除策略：定期删除 + 惰性删除
  • 2. Redis的缓存淘汰策略
  • 3. Redis中的LRU和LFU算法


在使用Redis时，我们一般会为Redis的缓存空间设置一个大小，不会让数据无限制地放入Redis缓存中。可以使用下面命令来设定缓存的大小，比如设置为4GB：

CONFIG SET maxmemory 4gb

既然 Redis 设置了缓存的容量大小，那缓存被写满就是不可避免的。当缓存被写满时，我们需要考虑下面两个问题：决定淘汰哪些数据，如何处理那些被淘汰的数据。

1. Redis的数据过期清除策略：定期删除 + 惰性删除

如果我们设置了Redis的key-value的过期时间，当缓存中的数据过期之后，Redis就需要将这些数据进行清除，释放占用的内存空间。Redis中主要使用定期删除 + 惰性删除两种数据过期清除策略。

1、过期策略：定期删除+惰性删除：

  • 定期删除：redis默认每隔100ms就随机抽取一些设置了过期时间的key，检查其是否过期，如果有过期就删除。注意这里是随机抽取的。为什么要随机呢？你想一想假如 redis 存了几十万个 key ，每隔100ms就遍历所有的设置过期时间的 key 的话，就会给 CPU 带来很大的负载。

为什么不用定时删除策略呢？
定时删除，用一个定时器来负责监视key，过期则自动删除。虽然内存及时释放，但是十分消耗CPU资源。在大并发请求下，CPU要将时间应用在处理请求，而不是删除key，因此没有采用这一策略。

  • 惰性删除：定期删除可能导致很多过期的key 到了时间并没有被删除掉。这时就要使用到惰性删除。在你获取某个key的时候，redis会检查一下，这个key如果设置了过期时间并且过期了，是的话就删除。

2、定期删除+惰性删除存在的问题：
如果某个key过期后，定期删除没删除成功，然后也没再次去请求key，也就是说惰性删除也没生效。这时，如果大量过期的key堆积在内存中，redis的内存会越来越高，导致redis的内存块耗尽。那么就应该采用内存淘汰机制。

2. Redis的缓存淘汰策略

Redis共提供了8中缓存淘汰策略，其中 volatile-lfu 和 allkeys-lfu 是Redis 4.0版本新增的。默认是noeviction（禁止驱逐）

  • noeviction：不进行淘汰数据。一旦缓存被写满，再有写请求进来，Redis就不再提供服务，而是直接返回错误。Redis 用作缓存时，实际的数据集通常都是大于缓存容量的，总会有新的数据要写入缓存，这个策略本身不淘汰数据，也就不会腾出新的缓存空间，我们不把它用在 Redis 缓存中。
  • volatile-ttl：在设置了过期时间的键值对中，移除即将过期的键值对。
  • volatile-random：在设置了过期时间的键值对中，随机移除某个键值对。
  • volatile-lru：在设置了过期时间的键值对中，移除最近最少使用的键值对。
  • volatile-lfu：在设置了过期时间的键值对中，移除最近最不频繁使用的键值对
  • allkeys-random：随机删除一个key
  • allkeys-lru：在所有的键值对中，移除最近最少使用的键值对。
  • allkeys-lfu：在所有的键值对中，移除最近最不频繁使用的键值对

源文件相关配置（不同的版本可能有差异，重要的说明项已提供翻译）:

# WARNING: not setting maxmemory will cause Redis to terminate with an
# out-of-memory exception if the heap limit is reached. 
# 警告:未设置maxmemory将导致Redis在达到堆限制时发生内存不足异常

# maxmemory <bytes>
# 设置最大内存，默认单位是byte，即字节

# MAXMEMORY POLICY: how Redis will select what to remove when maxmemory
# is reached. You can select among five behaviors:
# 最大内存策略:当达到最大内存时，Redis如何选择删除什么。您可以选择五种行为:
#
# volatile-lru -> remove the key with an expire set using an LRU algorithm :使用LRU算法删除具有过期集的密钥
# allkeys-lru -> remove any key according to the LRU algorithm :根据LRU算法删除任何密钥
# volatile-random -> remove a random key with an expire set ：删除带有过期集的随机密钥
# allkeys-random -> remove a random key, any key :删除一个随机密钥，任何密钥
# volatile-ttl -> remove the key with the nearest expire time (minor TTL) :删除具有最近过期时间的密钥
# noeviction -> don't expire at all, just return an error on write operations :完全不过期，只是在写操作上返回一个错误
#
# 默认的是:最大内存策略:不清除
# The default is:
# maxmemory-policy noeviction