redis过期策略与内存淘汰机制总结

Redis过期策略与内存淘汰机制总结

redis常用于有时间限制的数据存储，可以在set key的时候给一个expire time(过期时间)，通过设置过期时间可以指定这个key可以存活的时间，那么设定的过期时间到了后，redis是怎么对过期的key进行删除的呢？下面分别从redis过期策略和内存淘汰机制说起

redis过期策略

针对数据库key过期，通常有三种删除策略：
定时删除：在设置key的过期时间的同时，创建一个定时器(timer)，让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作
惰性删除：放任键过期不管，但是每次从键空间中获取键时，都检查取得的键是否过期，如果过期就删除该键，如果没有过期，就返回该键
定期删除：每隔一段时间，程序就对数据库进行一次检查，删除里面的过期键
redis服务实际使用了定期删除和惰性删除两种策略

定期删除

redis默认每隔100ms就会随机抽取一些设置了过期时间的key，检查是否过期，如果过期就删除该key，注意是随机抽取一些key，这是因为与CPU的负载有关，假设redis中的过期数据量十分庞大，每隔100ms就遍历所有的过期key的话，就会给CPU带来很大的负载。

定期删除策略可能会导致很多过期的key到了时间并没有被删除，这时就需要用到惰性删除策略了

惰性删除

假如key过期了，而定期删除策略没有将其删除掉，这个过期的key还停留在内存中，此时系统查询一下那个过期的key，redis就会将这个过期的key给删除掉。

经过以上两种过期策略的处理，还是会存在一些未删除的过期key，这是因为定期删除策略随机抽取过期key，就会漏掉很多没有被抽取到的key，而系统又没有及时去查询，也就没有触发惰性删除策略，那么这个过期的key就会一直留在数据库中，这些无用的垃圾数据就会占用大量的内存，而服务器又不会主动去释放它们，就会导致redis内存耗尽，redis为了解决这个问题引入了内存淘汰机制。

redis内存淘汰机制

redis内存淘汰机制有以下几种：
volatile-lru：从已设置过期时间的数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集中挑选将要过期的数据淘汰
volatile-random：从已设置过期时间的数据集中任意选择数据淘汰
allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key(常用)
allkeys-random：从数据集中任意选择数据淘汰
no-eviction：禁止驱逐数据，及当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错
volatile-lfu：从已设置过期时间的数据集中挑选最不经常使用的数据淘汰
allkeys-lfu：当内存不足以容纳新写入的数据时，移除最不经常使用的key
通过配置redis.conf中的maxmemory参数值来开启淘汰功能，设置最大内存，通过maxmemory-policy参数值配置淘汰策略
LRU算法的实现：
通过双向链表来实现，新数据插入到链表头部，每当缓存数据被访问，则将数据移到链表头部，当链表满时，将链表尾部的数据丢弃。
new LinkedHashMap<K,V>(capacity, DEFAULT_LOAD_FACTORY, true);
第三个参数为true，代表按访问顺序排序，可作为LRU缓存；设为false，代表按插入顺序排序，可作为FIFO缓存

设置过期时间

redis中通过EXPIRE命令或PEXPIRE命令设置以秒或毫秒精度的生存时间(Time To Live，TTL)，通过EXPIREAT命令或PEXPIREAT命令设置以秒或毫秒精度的过期时间(expire time)
EXPIRE <key> <ttl>：用于将key的生存时间设置为ttl秒
PEXPIRE <key> <ttl>：用于将key的生存时间设置为ttl毫秒
EXPIREAT <key> <timestamp>：用于将key的过期时间设置为timestamp所指定的秒数时间戳
PEXPIREAT <key> <timestamp>：用于将key的过期时间设置为timestamp所指定的毫秒数时间戳

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