文章目錄

• 過期鍵刪除策略
• • 定時刪除
  • 惰性刪除
  • 定期刪除
  • Redis的選擇
• 內(nèi)存淘汰機制

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redis中緩存的數(shù)據(jù)是有過期時間的，當緩存數(shù)據(jù)失效時，redis會刪除過期數(shù)據(jù)以節(jié)省內(nèi)存，那redis是怎樣怎樣的策略來刪除過期數(shù)據(jù)的呢？

過期鍵刪除策略

過期刪除策略通常有以下三種

• 定時刪除：在為鍵設置過期時間的同時創(chuàng)建一個定時器，當過期時間到來時就會觸發(fā)定時器中的處理函數(shù)，立即執(zhí)行過期鍵的刪除操作
• 定期刪除：每隔一段時間就對數(shù)據(jù)庫進行一次檢查，刪除其中的過期鍵。檢查的數(shù)據(jù)庫數(shù)量及刪除的過期鍵數(shù)量由算法決定
• 惰性刪除：不會主動去刪除過期鍵。每次獲取鍵時都會判斷獲取的鍵是否過期，如果過期則刪除，沒過期則返回

其中前兩種為主動刪除策略，最后一種為被動刪除策略。下面就來談談這三種策略的優(yōu)缺點以及Redis中究竟使用的哪一種

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定時刪除

定時刪除策略對于內(nèi)存來說十分友好，通過定時器能夠保證過期鍵能夠在第一時間被刪除，而不會一直占用內(nèi)存。

但是同樣的，它對CPU時間非常不友好。在過期鍵比較多的時候，維護大量的定時器會給CPU帶來巨大的壓力，即使過期鍵少的時候，它也會將寶貴的CPU時間用在維護定時器，以及刪除和當前任務無關的過期鍵上，對服務器的響應時間與吞吐量造成了一定的影響。

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惰性刪除

從開始的描述可以看出，惰性刪除對于CPU時間來說是最為友好的，因為我們只會在取出鍵的時候才會對其進行刪除操作，這也就保證了我們不會在執(zhí)行其他任務的時候又背地里去刪除無關的過期鍵，合理的利用了CPU時間。

但是！！！也正是因為這個原因，使得它對內(nèi)存極度不友好。如果一個鍵已經(jīng)過期，而只要我們不去獲取這個鍵，就不會觸發(fā)過期檢查，那也就意味著他會一直占用這一塊內(nèi)存而不釋放。

這意味著什么呢？如果我們有非常多的過期鍵，而這些過期鍵又恰好因為版本迭代、項目組交替，在后續(xù)版本中并沒有對其進行訪問，那么它可能永遠也不會被刪除。我們可以將這種情況當成內(nèi)存泄漏中的一種，對于Redis這種內(nèi)存數(shù)據(jù)庫來說，這種情況造成的后果十分嚴重

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定期刪除

定期刪除策略其實是上述兩種策略的折中選擇。

定期刪除策略相對于定時刪除策略來說，由于其每隔一段時間才進行一次刪除操作，通過限制了刪除操作的時常和頻率，大大減少了刪除操作對CPU時間的影響。

相比于惰性刪除，并且由于定期刪除過期鍵，有效地減少了過期鍵帶來的空間浪費。即兼顧了CPU，又避免了內(nèi)存浪費，是兩者的折中選擇。

但是上述這些優(yōu)點的前提，就是我們必須要確定一個合理的刪除操作的時長和頻率。

• 如果刪除操作過于頻繁，則又退化成了定時刪除策略，浪費了大量的CPU時間
• 如果刪除操作執(zhí)行過少，則又會像惰性刪除一樣，出現(xiàn)大量的內(nèi)存浪費問題。

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Redis的選擇

下面給出三種的效率對比

CPU：惰性刪除 > 定期刪除 > 定時刪除
內(nèi)存利用率：定時刪除 > 定期刪除 > 惰性刪除

• 定時刪除占用太多CPU時間，影響服務器的吞吐量和性能，但是很好的避免了內(nèi)存浪費
• 惰性刪除浪費太多內(nèi)存，有內(nèi)存泄漏的風險，但是卻保證了CPU的效率
• 定期刪除屬于前兩種的折中，既保證了CPU時間的合理利用，又避免了內(nèi)存的浪費

為了能夠在合理利用CPU時間與避免浪費內(nèi)存空間之間取得平衡，Redis同時使用了惰性刪除和定期刪除。

這樣的搭配雖然保證了Redis強大的吞吐量以及響應速度，但是卻存在因為沒有定時刪除機制，所以存在著內(nèi)存浪費問題。

由于Redis中通常存儲的數(shù)據(jù)量十分龐大，這就導致了定期刪除每次只能抽取其中的一部分進行刪除，倘若有一部分過期鍵一直沒有被抽取到，并且我們也一直沒有訪問它來觸發(fā)惰性刪除，這個過期鍵就會一直存在內(nèi)存中，如果不進行處理，就可能導致內(nèi)存耗盡。

為了解決這個問題，Redis又引入了內(nèi)存淘汰機制

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內(nèi)存淘汰機制

當Redis的內(nèi)存占用過高時，如果內(nèi)存不足以容納新寫入的數(shù)據(jù)，就會通過某種機制來刪除一部分鍵，來減少當前占用的內(nèi)存，這就是內(nèi)存淘汰機制。

當前Redis提供了8種內(nèi)存淘汰策略，除卻之前的6種，還有兩種Redis4.0后新增的LFU模式：volatile-lfu以及allkeys-lfu

名稱作用

volatile-lru	在已設置過期時間的key中，挑選最近最少使用的key淘汰
volatile-lfu	在已設置過期時間的key中，挑選最不經(jīng)常使用的key淘汰
volatile-ttl	在已設置過期時間的key中，挑選將要過期的key淘汰
volatile-random	在已設置過期時間的key中，隨機挑選key淘汰
allkeys-lru	在所有key中，挑選最近最少使用的key淘汰
allkeys-lfu	在所有key中， 挑選最不經(jīng)常使用的key淘汰
allkeys-random	在所有key中，隨機挑選key淘汰
no-eviction	當內(nèi)存不足以寫入新數(shù)據(jù)時，寫入操作會報錯，并且不會淘汰數(shù)據(jù)(不常用)

乍一看策略很多很難記，其實總共就是四種不同的淘汰策略，以及兩種key的選擇范圍

選擇范圍

• allkeys：淘汰的范圍為所有的key
• volatile：淘汰的范圍為已設置過期時間的key

淘汰策略

• LRU：Least recently used，即淘汰最近最少使用的key
• LFU：Least Frequently Used，即淘汰最不經(jīng)常使用的key
• TTL：Time To Live，即淘汰生命時間最短，即將要過期的key
• Random：隨機淘汰

其中LRU和LFU較為常用，如果有想了解其算法原理的，可以看看我的往期博客
高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 | LRU緩存機制（Least Recently Used）
高級數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法 | LFU緩存機制（Least Frequently Used）

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis 过期键删除策略、内存淘汰机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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