【学习笔记】Redis 过期删除策略和内存淘汰机制

Redis是内存型数据库，而我们知道内存资源是有限的，围绕更好的利用内存，下面来了解一下Redis的过期删除策略和内存淘汰策略。

过期删除策略

过期删除策略主要围绕CPU和内存的讨论，期望得到对CPU和内存都友好的过期删除策略方案。

过期删除策略种类

过期删除策略有三种：定时删除、惰性删除、定期删除。

1. 定时删除：在为key设置过期时间的同时，创建对应定时器，等定时器计时结束删除该key。

   • 优点：key过期即删除，对内存友好。

   • 缺点：若有大量key删除，将消耗大量CPU资源，假如CPU资源紧张，会影响响应时间和吞吐量。

2. 惰性删除：不主动检测过期key，而是每次访问key时判断key是否过期，如果过期再删除。

   • 优点：相比方案1，更节省CPU资源
   • 缺点：同一时刻可能有大量过期key占用内存空间，可能会存在过期key永不被删除的情况。

3. 定期删除：设置间隔时间（如200 ms），每隔一段时间随机检测key是否过期，如果检测到过期key即删除。

   • 优点：如果间隔设置合理，一定时间上节省CPU和内存。
   • 缺点：间隔时间不好把控
     1. 如果间隔时间设置过短，会造成大量CPU资源占用。
     2. 如果间隔时间设置过长，会造成大量过期key占用内存。

Redis的过期删除策略

Redis结合了惰性删除和定期删除的优点，将两种策略结合使用，一定程度上平衡了内存占用与CPU占用。

但是Redis的过期删除策略不能保证过期key一定能删除，所以还会面临内存爆满的情况，这个时候就需要内存淘汰机制了。

Redis内存淘汰机制

内存爆满时，需要内存淘汰机制淘汰key，得到空闲内存以继续工作。

Redis的内存淘汰机制有8种：

1. volatile-ttl ：选择将要过期的key进行淘汰。
2. volatile-lfu（Redis 4.0 之后，新增的内存淘汰机制）：在有设置过期时间的key中选择最不经常访问的key进行淘汰。
3. volatile-lru：在有设置过期时间的key中选择最久未使用的key进行淘汰。
4. volatile-random：在有设置过期时间的key中随机选择key进行淘汰。
5. always-lfu（Redis 4.0 之后，新增的内存淘汰机制）：在所有key中选择最不经常访问的key进行淘汰。
6. always-lru（Redis 3.0 之前，默认的内存淘汰机制）：在所有key中选择最久未使用的key进行淘汰。
7. always-random：在所有key中随机选择key进行淘汰。
8. noeviction（Redis 3.0 之后，默认的内存淘汰机制）：不淘汰任何key，是返回错误信息。

参考文献

1. CSDN：redis - 过期策略和淘汰机制

2. 拓跋阿秀的学习笔记：定期和惰性一定能保证删除数据吗？如果不能，Redis会有什么应对措施？

3. 小林coding： Redis 过期删除策略和内存淘汰策略有什么区别？