redis缓存过期策略与内存淘汰机制

redis缓存过期策略

在设置了expire的key缓存过期了，但是服务器的内存还是被占用，不会被立即被释放，这是因为redis所基于的两种删除策略。

1. （主动）定时删除
   定时随机的检查过期的KEY，如果过期则清理删除，释放被占用的内存。（每秒检查的次数在redis.cof中的hz配置）
2. （被动）惰性删除
   当客户端请求一个已经过期的key的时候，那么reids会检查这个key是否过期，如果过期了，则删除，然后返回一个null。这种策略对CPU比较友好，不会有太多的损耗，但是内存占用会比较高。虽然key过期了，但是只要没有被redis清理，那么其实内存还是会被占用。

redis内存淘汰机制

结合定期删除+惰性删除 Redis 实现了key的过期时间机制，但还是会有一些key会没有被定期删除掉，也没有被查询，就遗留在了内存中，当数据量大到一定程度后，会导致内存的堆积。这就涉及到了内存淘汰机制。

• volatile-lru -> 在设置了expire过期的缓存中，清除最少使用的旧缓存，然后保存新的缓存
• allkeys-lru -> 清除最近最少使用的数据，基于访问时间（推荐使用）
• volatile-lfu -> 在设置了expire过期的缓存中，清除最近最少使用的数据，基于访问时间
• allkeys-lfu ->清除最不经常使用的数据，基于访问次数
• volatile-random -> 在设置了expire过期的缓存中，清除最不经常使用的数据，基于访问次数
• allkeys-random ->随机删除一些缓存
• volatile-ttl -> 在那些设置了expire过期时间的缓存中，根据过期时间的先后顺序进行删除
• noeviction -> 旧缓存永不过期，新缓存设置不了，返回错误

备注：
LRU(Least Recently Used) : 淘汰最近最少使用的数据，基于访问时间；
LFU(Least Frequently Used): 淘汰最不经常使用的数据，基于访问次数；

开启内存淘汰机制

在redis.conf中

• 配置 maxmemory ,设置Redis的最大内存空间，当内存已使用率到达，则开始清理缓存；
• 配置maxmemory-policy noeviction,设置淘汰策略,默认为 noeviction；

如何选择淘汰策略

1. allkeys-lru 和 allkeys-lfu 适用于存在热点数据的情况。明确有一部分数据访问频率较高，其余数据访问频率较低或者无法预测使用频率。
2. allkeys-random 适用于所有数据访问概率大致相等。
3. volatile-ttl 根据过期时间的先后顺序进行删除。
4. volatile-lru ,volatile-lru 和volatile-random 适用于希望一些数据能被保存,则可以从设置了过期时间的数据中进行删除。
5. 至于LRU与LFU的选择，则需要根据业务权衡到底是选择 淘汰最近最少使用(LRU) 还是选择最不经常使用(LFU)。

总的来说，无论是 LRU LFU TTL 还是Random 都是几近算法来实现的，在可靠性和性能上做了一定的平衡。还是应该在业务中主动删除没有价值的数据，或者更新某些key的过期时间等来提高Redis的性能和空间，不能过分依赖于淘汰策略。