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带你搞懂 Redis 中的两个策略（redis策略模式）

mhr18 2024-11-06 10:53 25 浏览 0 评论

面试的时候问到候选人 Redis 相关问题时，发现一个现象：一部分候选人分不清 Redis 的「键过期策略」和「内存淘汰策略」。今天就来说一说这老哥俩。

简单来说，过期策略就是当 key 到了指定的过期时间后，Redis 是用什么方式将其删除的；而淘汰策略指的是当内存不够用时，Redis 如何处理。

过期策略

Redis 的键过期方式有两种：被动和主动。

被动方式：当客户端尝试访问某个过期 key 时，Redis 发现该 key 已过期，将其删除。

主动方式：为每个设置了过期时间的 key 设置一个定时器，当到达过期时间时将 key 删除。

被动方式的问题很明显，可能有些 key 很久不会被访问，甚至永远都不会被访问，浪费内存资源。

主动方式也有问题，需要不断的去查看 key 是否已经过期，过于消耗 CPU 资源。

还有一种定期删除的方式，比如 30s 对设置过期时间的 key 进行一次扫描，并删除那些已经过期的 key。这种方式看起来是结合前两者的优势，但是它还是过于粗暴。

那么，Redis 到底是如何处理过期 key 的呢？答案是，被动 + 优化版的定期删除。被动已经说过了，下面看看 Redis 是怎么优化定期删除的。

Redis 是如何做的：

随机选择 20 个设置带有过期时间的 key
删除其中已经到达过期时间的 key
如果 20 个被选 key 中有超过 1/4（5 个）已经过期，则重复步骤 1，直到过期 key 低于 1/4

以上步骤的执行频率为每秒 10 次。

Redis 通过这种被动 + 优化版定期删除的方式使得内存和 CPU 资源的占用达到一个平衡状态，既不会让无效 key 占用过多内存，又没有过多的消耗 CPU 去做扫描工作。

过期精度

在 Redis 2.4 及以前版本，过期时间可能不是十分准确，有 1 秒以内的误差。

从 Redis 2.6 起，过期时间误差缩小到 1 毫秒以内。

淘汰策略

Redis 支持以下内存淘汰策略：

noeviction
allkeys-lru
allkeys-random
volatile-lru
volatile-random
volatile-ttl

allkeys 代表针对所有 key，volatile 代表只针对带过期时间的 key

noeviction：当内存不够用时，客户端尝试执行可能需要使用更多内存的命令（除 del 和几个例外之外写命令）时，返回错误。

lru：删除最近最少使用的 key，为新数据腾出空间。

random：随机删除 key，为新数据腾出空间。

ttl：删除剩余寿命（TTL，Time To Live）最短的 key，为新数据腾出空间。

需要注意的是，volatile-lru、volatile-random、volatile-ttl 策略下，如果找不符合条件（比如没有带过期时间的 key）的 key，那么处理方式基本上就是按照 noeviction 来进行。

淘汰策略最佳实践：

当你希望 key 呈幂律分布（类似二八原则，20% 的 key 承接了 80% 的访问）时，推荐使用 allkeys-lru。
如果你对 key 的访问比较平均，属于雨露均沾的类型，那么推荐使用 allkeys-random。
如果你的 key 大部分都是带过期时间的，那么推荐使用 volatile-ttl。

对比

过期策略

对象：带过期时间的 key

解决问题：key 到达过期时间以后，如何处理

淘汰策略

对象：所有 key（也可以只针对 expire key）

解决问题：内存不够用以后，怎么办

虽然看起来很相似，但两者干的不是一回事，它们之间没有什么直接的关系，也不会互相影响。

redis 方法

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带你搞懂 Redis 中的两个策略（redis策略模式）

过期策略

淘汰策略

对比

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