Redis 缓存淘汰策略

本文主要讲解了 redis 缓存过期淘汰策略， 后面我们会结合 LeetCode 的 LRU 算法题目，自己动手实现 LRU 的算法案例（LRU 算法实践）。

常见的问题

1、生产上你们的 redis 设置的内存多少？
2、如果配置、修改 redis 内存的大小？
3、如果内存满了你怎么办？
4、redis 清理内存的方式？定期删除和惰性删除了解过吗？
5、redis 缓存淘汰策略
6、redis 的 lru 了解过吗？是否可以手写一个 lru 算法？

redis 内存满了怎么办？

redis 默认内存多少？ 在哪里查看？如何设置和修改？

1、查看 redis 最大占用内存？

2、redis 默认内存多少可以用？

如果不设置最大内存大小或者设置对打内存大小 0 ， 在 64 位操作系统下不限制内存大小，在 32位操作系统下最多使用 3G 内存

3、一般生产上你如何配置？

一般推荐 reids 设置内存为最大物理内存的 3/4

4、如何修改 redis 内存设置？

通过修改文件配置

通过命令修改

5、什么命令查看 redis 内存使用情况？

info memory

如果要是 redis 的内存满会怎么样？如果redis 内存使用超过了最大设置会怎么样？

1、如果要是 redis 的内存满会怎么样？如果redis 内存使用超过了最大设置会怎么样？

如果 redis 内存被打满了，会提示 “(error) OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'.”

结论

• 设置了 maxmemory 的选项，加入 redis 内存使用达到了上限
• 没有加上过期时间就会导致数据写满 maxmemory 为了避免这个问题，下面我们将在内存淘汰策略中详细阐述

redis 缓存淘汰策略？

1、往 redis 里面写了数据但是为什么会没了？

redis 过期键的删除策略

• 如果一个键是过期的，那它到了过期时间之后是不是马上就从内存中被删除了呢？
• 肯定不是
• 如果不是，那过期之后到底什么时候被删除？？ 是一个什么操作

三种不同的删除策略

1、定时删除

Redis 不可能时时刻刻遍历所有被设置了生存时间的key, 来检查数据是否已经到达过期时间，然后对他进行删除。

立即删除能把整内存中数据最大的新鲜度，因为它保证过期键值会在过期后马上被删除，其所占的内存也会随之释放，但是立即删除对 CPU 是最不友好的。因为删除操作会占用 CPU 的时间，如果刚好碰到 CPU 很忙的时候，比如正在做交集或者排序等计算的时候，这个时候会给 CPU 造成额外的压力，让 CPU 心累，有时候需要删除。忙死。。。。

这个时候会产生大量的性能消耗，同时也会影响数据的读取操作。

总结：对 CPU 不友好，用处理器吸能换存储空间（拿时间换空间）。

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2、惰性删除

数据到达过期时间，不做处理，等下次访问该数据时，

如果未过期，返回数据：

发现已过期，删除，返回不存在

惰性删除策略的缺点是，它对内存最不友好的。

如果一个键已经过期，而这个键仍保留在数据库中， 那么只要这个过期键不被删除，它所占用的内存就不会释放。

在使用惰性删除策略时，如果数据库有非常多的过期键，而这这些过期键恰好🈶️没有被访问的话，那么他们也许永远不会被删除（除非用户手动执行 flushdb）, 我们甚至可以将这种情况看作是一种内存泄漏 - 无用的垃圾数据占用了大量的内存，而服务器却不会自己去释放他们，这对于运行状态非常依赖与内存的 Redis 服务器来说，肯定不是一个好消息。

总结：对 memory 不友好，用存储空间换处理器性能（拿空间换时间）

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3、上面两种方案都走极端

定期删除

定期删除策略是前面两种策略的择中

定期删除策略每间隔一段时间执行一次删除过期键操作，并且通过限制删除操作执行的时间和频率来减少删除操作对 CPU 时间的影响。

周期性轮询 redis 库中时效性数据，采用随机抽泣的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度

特点1：CPU 性能占用设置有峰值， 检测频度可自己自定义设置。

特点2: 内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

总结：周期性抽查存储空间（随机抽查，重点抽查）

举个例子：

redis 默认每100ms 检查，是否有过期的 key, 如果有 key 则删除。注意： redis 不是间隔 100ms 将所有的 key 检查一次而是随机抽取进行检查（如果每间隔 100ms , 全部 key 进行检查，redis 直接进入 icu ）. 如果只采用定期删除策略，会导致很多 key 到时间没有删除。

定期删除策略的难点是确定删除操作执行的时长和频率。如果删除操作执行得太频繁，或者执行操的时间太长，定期删除策略就会退化成定时删除策略，以至于 CPU 时间过多的消耗在删除过期键上，如果删除操作执行得太少，或者珍惜i给你的时间太短，定期删除策略又会和惰性删除策略一样，出现浪费内存的情况。因为，如果采用定期删除策略的话，服务器必须根据情况，合理的删除操作执行时间长短和执行频率。

总结： 定期抽样 key , 判断是否过期

依旧有漏网之鱼

上述步骤都通过了，还有漏洞吗？

1、定期删除，从来没有被抽查到

2、惰性删除，也从来没有被点中过

上述2步骤 ==> 大量过期 key 堆积唉内存中，导致 redis 内存空间紧张或者很快耗尽。

必须要要有一个更好的兜底方案 。。。。。

内存淘汰策略

redis.conf

redis 的 8 种淘汰策略

官方配置文件中的原文：

volatile-lru -> Evict using approximated LRU among the keys with an expire set.
allkeys-lru -> Evict any key using approximated LRU.
volatile-lfu -> Evict using approximated LFU among the keys with an expire set.
allkeys-lfu -> Evict any key using approximated LFU.
volatile-random -> Remove a random key among the ones with an expire set.
allkeys-random -> Remove a random key, any key.
volatile-ttl -> Remove the key with the nearest expire time (minor TTL)
noeviction -> Don't evict anything, just return an error on write operations.

默认配置： noeviction

中文总结

1、noevication : 不会驱逐任何 key (默认)
2、allkeys-lru: 对所有的 key 使用 lru 算法进行删除
3、volatile-lru: 对所有的设置了过期时间的 key 进行 lru 算法进行删除
4、allkeys-random: 对所有 key 随机删除
5、volatile-random: 对所有设置了过期时间的 key 随机删除
6、volatile-ttl ：马上删除要过期的 key
7、allkeys-lfu: 对所有 key 进行 lfu 算法进行删除
8、volatile-lfu: 对所有设置了过期时间的 key 使用 lfu 算法进行删除

总结：

• 2 * 4 = 8
• 两个维度： 过期键中筛选；所有键中筛选
• 4个方面： LRU ,LFU , random , ttl
• 8 个选项

你平时用那种？

一般平时用 ： allkeys-lru

如何修改

1、命令方式

2、配置文件

作者：心城以北
链接：https://juejin.cn/post/7063998360469897229
来源：稀土掘金