Redis过期策略和内存淘汰机制

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Redis缓存作为提高系统性能最好的方式相信大家对其一定不陌生,各位作为秃头老码农不仅需要掌握Redis的基础用法还得了解Redis的相关原理,比如Redis过期策略和内存淘汰机制。

大家都知道,Redis缓存使用的是内存资源,虽然缓存服务器会配置比较高的内存资源,但如果对于Redis中的缓存数据我们不管不顾,内存资源总有耗尽的时候,这时缓存服务器就无法再对外提供服务了。我们要用有限的服务器资源支撑更多的业务服务,就必须要让那些访问频率不高的缓存删除掉,为新的缓存腾出内存空间。

Redis主要通过两种方式相互配合来实现键值的清理,即:过期策略和内存淘汰机制。

内存淘汰策略

当 Redis 节点分配的内存使用到达最大值以后,为了继续提供服务,Redis 会启动内存淘汰策略,在Redis4.0之前主要是以下六种淘汰策略:

  • 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,这种策略下可以保证数据不丢失,它也是 Redis 默认的内存淘汰策略。
  • allkeys-lru:淘汰整个键值中最久未使用的键值,这也就是我们常说的LRU算法。
  • allkeys-random:随机淘汰任意键值。
  • 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-random:随机淘汰设置了过期时间的任意键值。
  • volatile-ttl:优先淘汰设置了过期时间中更早过期的键值。

通过上面的内存淘汰策略可以看出,以 allkeys- 开头的表示从所有key中进行数据淘汰,而以 volatile- 开头的会从设置了过期时间的key中进行数据淘汰。

而在Redis4.0版本中又新增了2种淘汰策略:

  • allkeys-lfu,淘汰整个键值中最少使用的键值,这也就是我们常说的LRU算法。
  • volatile-lfu,淘汰所有设置了过期时间的键值中最少使用的键值。

LRU(Least Recently Used,最近最少使用),根据最近被使用的时间,离当前最远的数据优先被淘汰;

LFU(Least Frequently Used,最不经常使用),在一段时间内,缓存数据被使用次数最少的会被淘汰。

大家可以在 redis.conf 配置文件中修改配置项 maxmemory-policy ,将其修改成需要设置的类型即可。

缓存过期策略

内存淘汰策略是当内存不够用时才会触发的一种机制,是缓存服务层面的操作,而过期策略定义的是具体缓存数据何时失效。我们在使用Redis的时候经常会给redis的key设置一个过期时间如:EXPIRE key 30,过期策略就是指当 Redis 中缓存的 key 过期了,Redis 如何处理。

对于已经过期的数据,Redis将使用两种策略搭配使用来删除这些过期的键值,分别是惰性删除定期删除

惰性删除

惰性删除 是指 Redis 服务器不主动删除过期的键值,而是在客户端要获取某个键值时,Redis会先去检测一下这个key是否已经过期,如果没有过期则返回给客户端,如果已经过期了,那么Redis会删除这个key并返回null给客户端。

惰性删除可以解决一些过期了,但没被定期删除随机抽取到的key。但有些过期的key既没有被随机抽取,也没有被客户端访问,就会一直保留在数据库,占用内存,长期下去可能会导致内存耗尽。所以Redis提供了内存淘汰机制来解决这个问题。

惰性删除的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。缺点是像上面说的删除过期键不及时,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缓存数据库,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”。

因为key太多,如果全盘扫描所有的key会非常耗性能,所以定期删除是随机抽取一些key来删除。这样就有可能删除不完,需要惰性删除配合。


标题:Redis过期策略和内存淘汰机制
作者:jianzh5
地址:http://javadaily.cn/articles/2020/08/11/1597153201646.html