Redis中Key的过期策略和淘汰机制

Key的过期策略

Redis的Key有3种过期删除策略，具体如下：

1. 定时删除

• 原理：在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器（timer），让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作
• 优点：能够很及时的删除过期的Key，能够最大限度的节约内存
• 缺点：对CPU时间不友好，如果过期的Key比较多时，可能会占用相当一部分CPU时间，对服务器的响应时间和吞吐量造成影响

2. 惰性删除

• 原理：在取出键时才对键进行过期检查，如果发现过期了就会被删除
• 优点：对CPU友好，能够最大限度的节约CPU时间
• 缺点：对内存不友好，过期的Key会占用内存，造成浪费

3. 定期删除

• 原理：定期删除策略是定时删除策略和惰性删除策略的一个折中。定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键的操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响
• 优点：对CPU时间和内存空间的一种权衡，可以根据实际使用情况来调整删除操作执行的时长和频率
• 缺点：确定删除操作执行的时长和频率很难。如果删除操作执行的太频繁，或者执行的时间太长，退化成定时删除策略；如果删除操作执行的太少，或者执行时间太短，退化成惰性删除策略

Redis服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略：通过配合使用这两种删除策略，服务器可以很好地在合理使用CPU时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。Redis默认每隔100ms随机抽取一些设置了过期时间的key，检查是否过期，如果过期就删除。

内存淘汰机制

如果Redis服务器打开了maxmemory选项，并且服务器占用的内存数超过了maxmemory选项所设置的上限值时，会进行内存淘汰，常见的淘汰策略如下：

• volatile-lru：从已设置过期时间的数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰

• volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集中挑选将要过期的数据淘汰

• volatile-random：从已设置过期时间的数据集中任意选择数据淘汰

• volatile-lfu：从已设置过期时间的数据集挑选使用频率最低的数据淘汰

• allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰

• allkeys-lfu：从数据集（server.db[i].dict）中挑选使用频率最低的数据淘汰

• allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰

• no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据，这也是默认策略。意思是当内存不足以容纳新入数据时，新写入操作就会报错，请求可以继续进行，线上任务也不能持续进行，采用no-enviction策略可以保证数据不被丢失。