Redis 过期删除策略和内存淘汰策略

Redis 过期删除策略和内存淘汰策略

过期删除策略

Redis 是可以对 key 设置过期时间的，过期键值删除策略 就是将已过期的键值对删除的机制。

给key设置设置过期时间

• expire : 设置 key 在 n 秒后过期。
• set ex :设置键值对的时候，同时指定过期时间

可以通过 ttl ，查看key的过期时间；也可以使用 persist 取消key的过期时间，这个key就会永久存在。

如何判定 key 已过期了

Redis中有一个过期字典，保存所有key的过期时间。

字典实际上是哈希表，当redis查询某个key的时候，会先检查该key是否存在字典表中。如果不在，就正常读取值；否则就获取该key的过期时间跟系统比较有无过期。

流程图如下：

过期删除策略有哪些

• 定时删除：在设置 key 的过期时间时，同时创建一个定时事件，当时间到达时，由事件处理器自动执行 key 的删除操作。
  • 优点：可以尽快释放内存。
  • 缺点：会占用更多的CPU时间去监控删除过期的key。
• 惰性删除：不主动删除过期键，每次从数据库访问 key 时，都检测 key 是否过期，如果过期则删除该 key。
  • 优点：占用较少CPU时间
  • 缺点：如果过期的key一直没有被访问就会造成内存浪费
• 定期删除：每隔一段时间「随机」从数据库中取出一定数量的 key 进行检查，并删除其中的过期key。
  • 优点：通过限制删除操作执行的时长和频率，来减少删除操作对 CPU 的影响，同时也能删除一部分过期的数据减少了过期键对空间的无效占用 。
  • 缺点：难以确定删除操作执行的时长和频率。

Redis 的过期删除策略

Redis 选择惰性删除+定期删除这两种策略配和使用, 以求在合理使用 CPU 时间和避免内存浪费之间取得平衡。

Redis 在访问或者修改 key 之前，都会调用 expireIfNeeded 函数对其进行检查，检查 key 是否过期：

• 如果过期，则删除该 key，至于选择异步删除，还是选择同步删除，根据 lazyfree_lazy_expire 参数配置决定，然后返回 null 客户端；
• 如果没有过期，不做任何处理，然后返回正常的键值对给客户端；

在 Redis 中，默认每秒进行 10 次过期检查一次数据库，此配置可通过 Redis 的配置文件 redis.conf 进行配置，配置键为 hz 它的默认值是 hz 10。 每轮抽查时，会随机选择 20 个 key 判断是否过期。

内存淘汰策略

当 Redis 的运行内存已经超过 Redis 设置的最大内存之后，则会使用内存淘汰策略删除符合条件的 key。

在配置文件 redis.conf 中，可以通过参数 maxmemory 来设定最大运行内存，只有在 Redis 的运行内存达到了我们设置的最大运行内存，才会触发内存淘汰策略

Redis 内存淘汰策略

• 不进行数据淘汰的策略 :不淘汰任何数据，当运行内存超过最大设置内存时，禁止写入数据，可以查询和删除。
• volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的任意键值。
• volatile-ttl ：优先淘汰更早过期的键值。
• 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 。
• volatile-lfu（Redis 4.0 后新增的内存淘汰策略 ）：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最少使用的键值。
• allkeys-random ：随机淘汰任意键值。
• allkeys-lru ：淘汰整个键值中最久未使用的键值。
• allkeys-lfu：淘汰整个键值中最少使用的键值。

可以通过 config get maxmemory-policy 命令查看当前 Redis 的内存淘汰策略。

修改Redis 内存淘汰策略

1. 通过config set maxmemory-policy <策略>命令设置。它的优点是设置之后立即生效，不需要重启 Redis 服务，缺点是重启 Redis 之后，设置就会失效。

2. 通过修改 Redis 配置文件修改，设置maxmemory-policy <策略>，它的优点是重启 Redis 服务后配置不会丢失，缺点是必须重启 Redis 服务，设置才能生效。