redis内存回收——过期、淘汰

redis内存设置过大时会增加同步等操作的复杂度

DB结构

/* Redis database representation. There are multiple databases identified
 * by integers from 0 (the default database) up to the max configured
 * database. The database number is the 'id' field in the structure. */
typedef struct redisDb {
    dict *dict;                 /* keyspace，存储所有key，value */
    dict *expires;              /* 存储设置过期时间的key，ttl */
    dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/
    dict *blocking_keys_unblock_on_nokey;   /* Keys with clients waiting for
                                             * data, and should be unblocked if key is deleted (XREADEDGROUP).
                                             * This is a subset of blocking_keys*/
    dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */
    dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
    int id;                     /* Database ID */
    long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */
    unsigned long expires_cursor; /* Cursor of the active expire cycle. */
    list *defrag_later;         /* List of key names to attempt to defrag one by one, gradually. */
    clusterSlotToKeyMapping *slots_to_keys; /* Array of slots to keys. Only used in cluster mode (db 0). */
} redisDb;

删除策略

惰性删除

访问时，检查过期时间，删除
已过期但不访问的数据，永远存在，占据内存

周期删除

定期抽样部分key检查过期时间，删除

SLOW

redis初始化时设置定期任务

• 默认每秒执行10次，每个周期100ms
• 执行清理耗时不超过一次执行周期的25%
• 遍历所有db（每个db类似于一个数组）的所有bucket（数组下标index），抽取20个key检查（记录本次遍历位置，下次定时任务从该位置继续）
• 如果没有达到时间上限（25ms）&过期key比例大于10%，再进行一次抽样，否则结束

FAST

redis每个事件执行之前

• 两次fast间隔大于2ms，执行清理不超过1ms
• 遍历所有db（每个db类似于一个数组）的所有bucket（数组下标index），抽取20个key检查（记录本次遍历位置，下次定时任务从该位置继续）
• 如果没有达到时间上限（1ms）&过期key比例大于10%，再进行一次抽样，否则结束

淘汰策略

redis主动删除key，释放内存

• noeviction：只返回错误，不会删除任何key。该策略是Redis的默认淘汰策略，一般不会选用。

• volatile-ttl：将设置了过期时间的key中即将过期（剩余存活时间最短）的key删除掉。

• volatile-random：在设置了过期时间的key中，随机删除某个key。

• allkeys-random：从所有key中随机删除某个key。

• volatile-lru：基于LRU算法，从设置了过期时间的key中，删除掉最近最少使用的key。

• allkeys-lru：基于LRU算法，从所有key中，删除掉最近最少使用的key。该策略是最常使用的策略。

• volatile-lfu：基于LFU算法，从设置了过期时间的key中，删除掉最不经常使用（使用次数最少）的key。

• allkeys-lfu：基于LFU算法，从所有key中，删除掉最不经常使用（使用次数最少）的key。

struct redisObject {
    unsigned type:4;//对象类型
    unsigned encoding:4;//编码方式
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time 最近一次访问时间 秒为单位
                            * LFU data 低八位记录逻辑访问次数
                            			高16位记录最近一次访问时间 分钟为单位). */
    int refcount;//对象引用计数器
    void *ptr;//指针，指向不同数据类型的数据，真实数据
};

淘汰过程

• 将设置ttl的key抽取部分存入pool
• 将pool中所有key按照值升序排列
• 从pool中按序删除
• 避免排序，效率更高