第9章 Redis缓存过期淘汰策略

9.1 Redis内存满了怎么办

redis默认内存多少？在哪里查看？如何设置修改？

真要打满了会怎么样？如果Redis内存使用超出了设置的最大值会怎样？

OOM command not allowed when used memory > ‘maxmemory’.

9.1.1 查看Redis最大占用内存

打开Redis配置文件，设置maxmemory参数，maxmemory是bytes字节类型，注意转换。

9.1.2 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最大内存大小为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3GB内存。

9.1.3 生产环境配置

一般推荐Redis设置内存为最大物理机内存的四分之三

9.1.4 如何修改Redis内存设置

• 修改配置文件
  
• 通过命令行修改
  

9.1.5 如何查看Redis内存使用情况

127.0.0.1:6379> info memory

9.2 往redis里写的数据是怎么没了的？它是如何删除的？

9.2.1 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呢？？？

• 如果回答yes，立即删除，你自己走还是面试官送你？
• 如果不是，那过期后到底什么时候被删除呢？是个什么操作？

9.2.2 三种不同的删除策略

1）立即删除

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

立即删除能保证内存中的数据的最大新鲜度，因为它保证过期键值会在过期后马上被删除，其所占用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，如果刚好碰上了CPU很忙的时候，比如正在做交集或排序等计算的时候，就会给cpu造成额外的压力，让CPU心累，时时需要删除，忙死。。。

这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，用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）

2）惰性删除

数据达到过期时间，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，它对内存是最不友好的。

如果一个键已经过期，而这个键仍然保留在redis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，如果数据库中有非常多的过期键，而这些过期键又恰好没有被访问到的话，那么它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做是一种内存泄漏 —— 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它们，这对于运行状态非常依赖于内存的Redis服务器来说，肯定不是一个好消息。

对内存不友好，用存储空间换取处理器性能。（拿空间换时间）

3）定期删除

定期删除策略是前两种策略的折中：定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作，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。

周期性轮询Redis库中的时效性数据，采用随机抽取的策略，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）

举例：redis默认每100ms检查，是否有过期的key，有过期可以则删除。注意：redis不是每隔100ms将所有的key检查一次，而是随机抽取进行检查（如果每隔100ms，全部key进行检查，redis直接进去ICU）。因此，如果只采用定期删除策略，会导致很多key到时间没有删除。

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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，或者执行的时间太长，定期删除策略就会退化成立即删除策略，以至于将CPU时间过多地消耗在删除键上面。如果删除操作执行的太少，或者执行的时间太短，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。因此，如果采用定期删除策略的话，服务器必须根据情况，合理地设置删除操的执行时长和执行频率。

总结：定义抽样key，判断是否过期，有漏网之鱼。

上面的删除策略还有没有漏洞？

• 定期删除时，从来没有被抽查到
• 惰性删除时，也从来没有被点中使用过

上述两步骤 ===> 大量过期的key堆积在内存中，导致redis内存空间紧张或者很快耗尽。

必须要有一个更好的兜底方案…

9.2 redis缓存淘汰策略

• noeviction：不会驱逐任何key（默认选项，生产上禁止使用）
• allkeys-lru：对所有key使用LRU算法进行删除
• volatile-lru：对所有设置了过期时间的key使用LRU算法进行删除
• volatile-random：对所有设置了过期时间的key随机删除
• allkeys-random：对所有key随机删除
• volatile-ttl：删除马上要过期的key
• allkeys-lfu：对所有key使用LFU算法进行删除
• volatile-lfu：对所有设置了过期时间的key使用LFU算法进行删除

vim /etc/myredis.conf
# volatile-lru -> Evict using approximated LRU, only keys with an expire set.
# allkeys-lru -> Evict any key using approximated LRU.   建议使用
# volatile-lfu -> Evict using approximated LFU, only keys with an expire set.
# allkeys-lfu -> Evict any key using approximated LFU.
# volatile-random -> Remove a random key having 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.  

# The default is:
#
# maxmemory-policy noeviction

总结：

• 2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