思考问题

• redis设置的过期key是怎么清除的
• redis占用内存满了怎么办？
• redis的最大内存在线上一般怎么配置？

面试的时候，都会提出相关的问题来问，其实都可以结合这个redis的内存淘汰策略来回答，整理自己的回答大纲，然后再抛砖引玉的按照自己的理解说出来

redis对设置了过期时间的key如何删除

有3种过期策略：定时、定期、惰性，redis默认使用定期和惰性两种

Redis对存储值的过期处理实际上是针对该值的键（key）处理的，即时间的设置也是设置key的有效时间。Expires字典保存了所有键的过期时间，Expires也被称为过期字段。

定时删除

在设置key的过期时间的同时，为该key创建一个定时器，让定时器在key的过期时间来临时，对key进行删除

• 优点：保证内存被尽快释放（拿时间换空间）
• 缺点：

• 若过期key很多，删除这些key会占用很多的CPU时间，在CPU时间紧张的情况下，CPU不能把所有的时间用来做要紧的事儿，还需要去花时间删除这些key
• 性能可能影响严重。定时器的创建耗时，若为每一个设置过期时间的key创建一个定时器（将会有大量的定时器产生）

惰性删除

key过期的时候不删除，每次从数据库获取key的时候去检查是否过期，若过期，则删除，返回null。

• 优点：删除操作只发生在从数据库取出key的时候发生，而且只删除当前key，所以对CPU时间的占用是比较少的，而且此时的删除是已经到了非做不可的地步（如果此时还不删除的话，我们就会获取到了已经过期的key了）（拿空间换时间）
• 缺点：对内存不友好，若大量的key在超出超时时间后，很久一段时间内，都没有被获取过，那么可能发生内存泄露（无用的垃圾占用了大量的内存）

定期删除

每隔一段时间执行一次删除(在redis.conf配置文件设置hz，1s刷新的频率)过期key操作，采用的是随机抽取的策略

• 优点：

• 通过限制删除操作的时长和频率，来减少删除操作对CPU时间的占用--处理"定时删除"的缺点
• 定期删除过期key--处理"惰性删除"的缺点

• 缺点

• 在内存友好方面，不如"定时删除"
• 在CPU时间友好方面，不如"惰性删除"

• 难点

• 合理设置删除操作的执行时长（每次删除执行多长时间）和执行频率（每隔多长时间做一次删除）（这个要根据服务器运行情况来定了）

定时删除：节约内存、无占用。不分时段占用 CPU 资源，频度高。拿时间换空间

惰性删除：内存占用严重、延时执行，CPU 利用率高、拿空间换时间

定期删除：内存定期随机清理。每秒花费固定的 CPU 资源维护内存。随机抽查，重点抽查。CPU 和内存的折中方案

使用定期删除+惰性删除仍然有漏网之鱼

定期是随机抽查部分key来进行排查，假如key足够多，而又没有用得上，即没有触发到惰性删除，所以仍然会有一些key没有失效掉，怎么办？

兜底方案：就是使用redis的对key的淘汰策略方案

redis淘汰策略的分类

当redis的存储达到了使用的最大内存时，redis是怎么处理的。

为什么还需要淘汰策略

有了以上过期策略的说明后，就很容易理解为什么需要淘汰策略了，因为不管是定期采样删除还是惰性删除都不是一种完全精准的删除，就还是会存在key没有被删除掉的场景，所以就需要内存淘汰策略进行补充。

• 如果无止境的使用内存，有可能会撑爆我们服务器的内存。
• 当内存使用达到最大限制时, 如果需要存储新数据, 根据配置的策略(policy)的不同来决定具体的行为。

redis（5.0.8） 提供了八种淘汰策略（maxmemory-policy）。之前是6种策略

• noeviction: 不删除策略, 达到最大内存限制时, 如果需要更多内存, 直接返回错误信息（OOM）。 大多数写命令都会导致占用更多的内存(有极少数会例外, 如 DEL )。
• allkeys-lru: 所有key通用; 优先删除最近最久未使用(least recently used ,LRU) 的 key。（常用于线上配置）
• allkeys-lfu:所有key通用; 挑选使用次数最少(least Frequenty used ,LFU) 的Key淘汰
• allkeys-random: 所有key通用; 随机删除一部分 key。
• volatile-lru: 只限于设置了 expire 的部分; 优先删除最近最久未使用(less recently used ,LRU) 的 key。
• volatile-lfu:只限于设置了 expire 的部分; 挑选最近使用次数最少(Least Frequently Used)的数据淘汰。
• volatile-random: 只限于设置了 expire 的部分; 随机删除一部分 key。
• volatile-ttl: 只限于设置了 expire 的部分; 优先删除剩余时间(time to live,TTL) 短的key。

noeviction是默认策略。

redis的策略配置

maxmemory 用于指定 Redis 能使用的最大内存。

既可以在 redis.conf 文件中设置, 也可以在运行过程中通过 CONFIG SET 命令动态修改。

例如, 要设置 100MB 的内存限制, 可以在 redis.conf 文件中这样配置：

maxmemory 100mb

①将 maxmemory 设置为 0或者不设置, 在64位操作系统下，则表示不进行内存限制，随着key-value越来越多，Redis性能会急剧下降。32位系统来说有一个隐性的限制条件: 最多 3GB 内存。

②redis生产上一般怎么设置最大内存：一般推荐设置为最大物理内存的四分之三，具体看业务的需求。

③设置maxmemory后，当趋近maxmemory时，通过缓存淘汰策略，从内存中删除对象。

# 指定 Redis 最大内存限制，Redis 在启动时会把数据加载到内存中，达到最大内存后，Redis 会先尝试清除已到期或即将到期的 Key，移除规则可以通过 maxmemory-policy 来指定，当处理后，仍然到达最大内存，将无法再进行写入操作，但仍然可以进行读取操作
# Redis 新的 vm 机制，会把 Key 存放内存，Value 会存放在 swap 区
# maxmemory <bytes>
# 3GB = 3*1024*1024*1024=3221225472
maxmemory 3221225472

# 当内存使用达到最大值时，redis 使用的清除策略：
# LRU 表示最近最少使用，LFU 意味着最少使用
# volatile-lru -> 利用 LRU 算法移除设置过过期时间的 key
# allkeys-lru -> 利用 LRU 算法移除任何 key（常用）
# volatile-lfu -> 利用 LFU 算法移除设置过过期时间的 key
# allkeys-lfu -> 利用 LFU 算法移除任何 key
# volatile-random -> 移除设置过过期时间的随机 key
# allkeys-random -> 移除随机 key
# volatile-ttl -> 移除即将过期的 key(minor TTL)
# noeviction -> 不移除任何 key，只是返回一个写错误（默认）
maxmemory-policy noeviction

# LRU，LFU 和最小 TTL 算法不是精确的算法，而是近似算法（为了节省内存），默认 Redis 将检查 5 个键并选择最近使用的键，可以配置指令更改样本大小获得速度或精度。默认值 5 会产生足够好的结果，10 非常接近真实的 LRU，但耗 CPU，3 更快，但不是很准确。
maxmemory-samples 5