Redis过期策略和内存淘汰机制

Redis过期策略和内存淘汰机制

Redis的过期策略

我们在新增 Redis 缓存时可以设置缓存的过期时间，该时间保证了数据在规定的时间内失效，可以借助这个特性来实现很多功能。对于已经过期的数据，Redis 将使用两种策略来删除这些过期键，它们分别是惰性删除和定期删除。

惰性删除

惰性删除是指 Redis 服务器不主动删除过期的键值，而是当访问键值时，再检查当前的键值是否过期，如果过期则执行删除并返回 null 给客户端；如果没过期则正常返回值信息给客户端。
优点是不会浪费太多的系统资源，只是在每次访问时才检查键值是否过期。
缺点是删除过期键不及时，造成了一定的空间浪费。

定期删除

定期删除是指 Redis 服务器每隔一段时间会检查一下数据库，看看是否有过期键可以被清除。默认情况下 Redis 定期检查的频率是每秒扫描 10 次，用于定期清除过期键。当然此值还可以通过配置文件进行设置，在 redis.conf 中修改配置“hz”即可，默认的值为“hz 10”。

Redis内存淘汰策略

当 Redis 的内存超过最大允许的内存之后，Redis 会触发内存淘汰策略，这和过期策略是完全不同的两个概念，经常有人把二者搞混，这两者一个是在正常情况下清除过期键，一个是在非正常情况下为了保证 Redis 顺利运行的保护策略。

内存淘汰策略的区分

（1）noeviction：不淘汰任何数据，当内存不足时，执行缓存新增操作会报错，它是 Redis 默认内存淘汰策略。
（2）allkeys-lru：淘汰整个键值中最久未使用的键值。
（3）allkeys-random：随机淘汰任意键值。
（4）volatile-lru：淘汰所有设置了过期时间的键值中最久未使用的键值。
（5）volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的任意键值。
（6）volatile-ttl：优先淘汰更早过期的键值。
（7）volatile-lfu，淘汰所有设置了过期时间的键值中最少使用的键值；
（8）allkeys-lfu，淘汰整个键值中最少使用的键值。

Redis中有哪些内存淘汰算法？

存淘汰算法主要包含两种：LRU 淘汰算法和 LFU 淘汰算法。

LRU（ Least Recently Used，最近最少使用）

LRU淘汰算法：是一种常用的页面置换算法，也就是说最久没有使用的缓存将会被淘汰。
LRU 是基于链表结构实现的，链表中的元素按照操作顺序从前往后排列，最新操作的键会被移动到表头，当需要进行内存淘汰时，只需要删除链表尾部的元素即可。
Redis 使用的是一种近似 LRU 算法，目的是为了更好的节约内存，它的实现方式是给现有的数据结构添加一个额外的字段，用于记录此键值的最后一次访问时间。Redis 内存淘汰时，会使用随机采样的方式来淘汰数据，它是随机取 5 个值 (此值可配置) ，然后淘汰最久没有使用的数据。

数据结构：

LFU（Least Frequently Used，最不常用的）

LFU淘汰算法：最不常用的算法是根据总访问次数来淘汰数据的，它的核心思想是“如果数据过去被访问多次，那么将来被访问的频率也更高”。
LFU 相对来说比 LRU 更“智能”，因为它解决了使用频率很低的缓存，只是最近被访问了一次就不会被删除的问题。如果是使用 LRU 类似这种情况数据是不会被删除的，而使用 LFU 的话，这个数据就会被删除。Redis 内存淘汰策略使用了 LFU 和近 LRU 的淘汰算法，具体使用哪种淘汰算法，要看服务器是如何设置内存淘汰策略的，也就是要看“maxmemory-policy”的值是如何设置的。

数据结构：

• LFU主要使用了两个双向链表去形成一个二维的双向链表，一个用来保存访问频率，另一个用来访问频率相同的所有元素，其内部按照访问时间排序。
• 当添加元素的时候访问频次默认为1，于是找到相同频次的节点，然后添加到相同频率节点对应的双向链表的头部，
• 当元素被访问的时候就会增加对应key的访问频率，并且把访问的节点移动到下一个频次的节点。
• 

两者的区别？

• 过期策略是在正常情况下清除过期键；
• 内存淘汰策略是在非正常情况下为了保证 Redis 顺利运行的保护策略。