Redis精通系列——LFU算法详述(Least Frequently Used - 最不经常使用)(1)

2.1 LRU实现方式

2.2 LFU实现方式

3、LFU使用

3.1 配置文件开启LFU淘汰算法

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1、简介

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LRU有一个明显的缺点，它无法正确的表示一个Key的热度，如果一个key从未被访问过，仅仅发生内存淘汰的前一会儿被用户访问了一下，在LRU算法中这会被认为是一个热key。

例如如下图，keyA与keyB同时被set到Redis中，在内存淘汰发生之前，keyA被频繁的访问，而keyB只被访问了一次，但是这次访问的时间比keyA的任意一次访问时间都更接近内存淘汰触发的时间，如果keyA与keyB均被Redis选中进行淘汰，keyA将被优先淘汰。我想大家都不太希望keyA被淘汰吧，那么有没有更好的的内存淘汰机制呢？当然有，那就是LFU。

LFU(Least Frequently Used)是Redis 4.0 引入的淘汰算法，它通过key的访问频率比较来淘汰key，重点突出的是Frequently Used。

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LRU与LFU的区别：

• LRU -> Recently Used，根据最近一次访问的时间比较

• LFU -> Frequently Used，根据key的访问频率比较

Redis4.0之后为maxmemory_policy淘汰策略添加了两个LFU模式（LRU请看我上一篇文章）：

• volatile-lfu：对有过期时间的key采用LFU淘汰算法

• allkeys-lfu：对全部key采用LFU淘汰算法

2、实现方式

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Redis分配一个字符串的最小空间占用是19字节，16字节（对象头）+3字节（SDS基本字段）。Redis的内存淘汰算法LRU/LFU均依靠其中的对象头中的lru来实现。

Redis对象头的内存结构：

typedef struct redisObject {

unsigned type:4;        // 4 bits 对象的类型（zset、set、hash等）

unsigned encoding:4;    // 4 bits 对象的存储方式（ziplist、intset等）

unsigned lru:24;        // 24bits 记录对象的访问信息

int refcount;            // 4 bytes 引用计数

void *ptr;                // 8 bytes （64位操作系统），指向对象具体的存储地址/对象body

}

Redis对象头中的lru字段，在LRU模式下和LFU模式下使用方式并不相同。

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2.1 LRU实现方式

在LRU模式，lru字段存储的是k