Redis过期策略与超出物理内存淘汰策略

Redis过期策略

概述

Redis所有的数据结构都可以设置过期时间。Redis会将每个设置了过期时间的key放入一个独立的字典中，会定时遍历这个字典来删除到期的key。除了定时遍历之外，还会使用惰性策略来删除过期的key。

惰性策略：在客户端访问这个key时，Redis对key的过期时间进行检查，如果过期立即删除。如果说定时删除是集中处理，那么惰性策略是零散处理。

定时扫描策略

Redis默认每秒进行10次过期扫描，过期扫描不会遍历过期字典中所有的key，而是采用了一种简单的贪心策略

1. 从过期字典中随机选出20个key
2. 删除这20个key中已经过期的key
3. 如果过期的key的比例超过1/4，就重复步骤1

为了防止循环过度，导致线程卡死，增加了扫描时间上限(默认不超过25ms)

雪崩问题：加入一个大型的Redis实例中所有的key在同一时间过期了，会出现怎么样的结果？

分析：Redis会循环扫描过期字典(循环多次)，直到过期字典中过期的key变得稀疏了，才会停止，会导致明显的卡顿。卡顿的另外一个原因是内存管理器需要频繁回收内存页，也会产生CPU消耗。当客户端请求时，刚好服务器进入过期扫描状态，客户端将会等待至少25ms后才会进行处理。

解决 ：如果有大批量的key过期，要给过期时间设置一个随机范围，而不能全部在同一时间过期

从节点的过期策略

从节点不会进行过期扫描。主节点在key到期时，会在AOF文件增加一条del指令，同步到所有的从节点，从节点执行这条del指令删除过期的key。

因为指令同步是异步的，所以如果主节点的key的del指令没有及时同步到从节点，就会出现主从数据不一致。

超出物理内存淘汰策略

淘汰策略选择-LRU算法

1. noeviction(默认)：不会继续服务写请求(del请求可以继续服务)，读请求可以继续进行。这样可以保证不会丢失数据。但是线上业务不能持续操作
2. volatile-lru：尝试淘汰设置过期时间的key，最少使用的key优先被淘汰。没有设置过期时间的key不会被淘汰，这样保证需要持久化的数据不会突然丢失。
3. volatile-ttl：跟上面几乎一样，不过淘汰策略不是LRU，而是比较key剩余寿命ttl的值，ttl越小越优先淘汰
4. volatile-random：跟上面几乎一样，不过淘汰的key时过期key集合随机的key
5. allkeys-lru：区别于volatile-lru，这个策略要淘汰的key对象是全体的key集合，而不只是过期key集合。
6. allkeys-random：跟上面一样，不过淘汰的key是随机的key

volatile-xxx策略只针对带过期时间的key淘汰，allkeys-xxx策略针对的是所有的key淘汰。

淘汰策略选择-LFU算法

Redis4.0新的淘汰策略LFU模式：全程Least Frequently Used，表示按最近的访问频率进行淘汰，比LRU更精确表示一个key被访问的热度。
其策略与LRU类似