redis过期淘汰策略

    redis作为一种内存数据库，存储空间有限，为此我们需要为数据设置过期策略，只保留热点数据。如果数据不设置过期策略，内存迟早会被占用满，到时候redis写相关的操作将会被拒绝。所以redis设计考虑到这点， 就提供了过期策略供我们选择，redis内部会帮我们清理过期数据，这也是更好的为利用内存，保证缓存的都是热点数据。

redis提供了以下几种过期策略：
noeviction：数据永不逐出,如果redis使用内存达到maxmemory的限制，调用某些指令时返回错误（主要是绝大多数的写指令，DEL 和 部分其他指令不包括）
allkeys-lru：对全键进行LRU
volatile-lru：对指定了过期时间（expire set）的键进行LRU
allkeys-random：对全键进行随机逐出
volatile-random：对指定了过期时间的键随机逐出
volatile-ttl：对指定了过期时间，并且 TTL 较短的键进行逐出

redis的lru算法:
redis的lru算法是非精准的lru算法，也就是从内存驱逐的数据并一定是真正最久没有使用的。这里就涉及到一个权衡问题，如果从全部的key来搜索那些真正的需要被驱逐的key势必会增大系统开销,而redis又是单线程的，同一时刻redis服务端只能服务一个客户端，所以耗时的操作要尽量避免。所以redis是基于采样算法来选择数据驱逐，就是从要被驱逐的key选取指定个数的key，然后根据策略来淘汰，采样key的数量可以通过maxmemory-samples来配置，默认是5。增大maxmemory-samples会提高精确度，但同时也会加大cpu的开销。redis作者是测试maxmemory-samples等于10的时候已经非常接近全量的lru精确度了。

驱逐数据的内部实现:
1.passive way
redis在实现get,mget,lrange,hget等涉及到读操作的命令时，会去判断数据是否过期，过期了就会主动删除。如果开启了aof持久化策略，会将过期的key以del key的命令记录下来，在集群模式中，还会把删除过期key的这个操作以del key的标准格式告诉这些slave删除各自的键。slave并不需要主动去删除这些key，只需要听从master的命令来进行操作。

2.active way
时间事件:
这是redis利用事件机制，每隔一段时间来完成一些操作。比如删除过期的key，关闭超时的客户端连接。可以通过参数hz来调整事件执行的频率，默认是每秒执行10次。还有通过参数dynamic-hz yes,来动态调整hz的数量会参考hz的数量为基准进行动态调整。

使用activeExpireCycle 清除失效key:
Redis 服务器中每个数据库的 expires字典表中,从中尝试着随样REDIS_EXPIRELOOKUPS_PER_CRON（默认值为10）个设置了失效时间的主键，检查它们是否已经失效并删除掉失效的主键，如果失效的主键个数占本次抽样个数的比例超过25%，Redis会认为当前数据库中的失效主键依然多,所以它会继续进行下一轮的随机抽样和删除，直到刚才的比例低于25%才停止对当前数据库的处理，转向下一个数据库。这里我们需要注意的是activeExpireCycle 函数不会试图一次性处理Redis中的所有数据库，而是最多只处理REDIS_DBCRON_DBS_PER_CALL（默认值为16），activeExpireCycle 函数还有处理时间上的限制，不是想执行多久就执行多久，凡此种种都只有一个目的，那就是避免失效主键删除占用过多的CPU资源.