Redis优化--LRU和LFU区别

一：LRU

Redis维护了一个24bit（位）时钟，可以简单理解为当前系统的时间戳，每隔一定时间会更新这个时钟。每个key对象内部同样维护了一个24位的时钟，当新增key对象的时候会把系统的时钟赋值到这个内部对象时钟。比如我现在要进行LRU，那么首先拿到当前的全局时钟，然后再找到内部时钟与全局时钟距离时间最久的（差最大）进行淘汰，这里值得注意的是全局时钟只有24位，按秒为单位来表示才能存储194天，所以可能会出现key的时钟大于全局时钟的情况，如果这种情况出现那么就两个相加而不是相减来求最久的key。

 

 

 

 

二：LFU

LFU是在Redis4.0后出现的，LRU的最近最少使用实际上并不精确，edis于4.0.3版本开始正式支持基于LFU的热点key发现机制。考虑下面的情况，A距离的时间最久，但实际上A的使用频率要比B频繁，所以合理的淘汰策略应该是淘汰B。LFU就是为应对这种情况而生的。

redis中每个对象都有24 bits空间来记录LRU/LFU信息，用作LFU时，其被分为两部分：

1：高16位用来记录访问时间（单位为分钟）

2：低8位用来记录访问频率，简称counter

8 bits最大值也就是255，只用8位来记录访问频率肯定是不够用的。Redis用了一个trick的手段，counter并不是一个简单的线性计数器，而是用基于概率的对数计数器来实现

 

1：counter：基于概率的对数计数器

2：counter的衰减因子

随着key的访问量增长，counter最终都会收敛为255，这就带来一个问题，如果counter只增长不衰减就无法区分热点key

为了解决这个问题，redis提供了衰减因子server.lfu_decay_time，其单位为分钟，计算方法也很简单，如果一个key长时间没有访问那么它的计数器counter就要减少，减少的值由衰减因子来控制；

概率因子和衰减因子的 配置参数：

lfu-log-factor 10 lfu-decay-time 1

 

热点key发现

其核心就是在每次对key进行读写访问时，更新LFU的24 bits域代表的访问时间和counter，这样每个key就可以获得正确的LFU值

redis提供了OBJECT FREQ子命令来获取LFU信息，但是要注意需要先把内存逐出策略设置为allkeys-lfu或者volatile-lfu

使用scan命令遍历所有key，再通过OBJECT FREQ获取访问频率并排序，即可得到热点key。为了方便用户使用，redis 4.0.3同时也提供了redis-cli的热点key发现功能，执行redis-cli时加上--hotkeys选项即可