Redis过期策略及内存淘汰

一、设置key过期

EXPIREAT或PEXPIREAT命令
以秒或者毫秒精度为数据库中的某个键设置生存时间，当key过期，删除该key释放内存

二、Redis是如何判断一个键过期

redis中维护了一个expires字典，里面保存了数据库中所有设置了过期时间的键的过期时间，称为过期字典。

• 使用ttl（time to live）命令可以查询key的生存秒数
• 当前时间和过期时间比较，大于则过期

三、过期策略

定时删除

• 设置键的过期时间时，创建一个 Timer ，当到达指定过期时间，立刻删除键
• 内存友好型策略，一旦键过期，就会被删除，并释放所占用的内存，CPU 不友好，当一批数量比较多的键过期时，影响服务器对外的响应时间和和吞吐量

惰性删除

• 每次取键，判断一下该键是否过期，如果过期就删除
• CPU友好型，但是如果不是热点key，很长时间不访问，该key就算过期也会一直存在，造成内存泄漏

定期删除

• 由定时删除算法，定期的去检查一定的数据库，删除一定的过期键
• 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，CPU较为友好，但需要合理设置执行时长和频率，也会造成内存泄漏
• 定期删除可以通过：
  • 配置redis.conf 的hz选项，默认为10 （即1秒执行10次，100ms一次，值越大说明刷新频率越快，最Redis性能损耗也越大）
  • 配置redis.conf的maxmemory最大值，当已用内存超过maxmemory限定时，就会触发主动清理策略

Redis使用惰性删除 + 定期删除来删除过期key，合理设置可以让服务器可很好的在CPU的使用时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。

四、淘汰策略

Redis 提供了配置参数 maxmemory 来限制内存超出期望大小，一旦达到该配置值，就会淘汰Redis的键值。
淘汰策略：

• volatile-lru ：在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。这种情况一般是把 redis 既当缓存，又做持久化存储的时候才用
• allkeys-lru ： 移除最近最少使用的key
• volatile-random ： 在设置了过期时间的键空间中，随机移除一个键
• allkeys-random ： 直接在键空间中随机移除一个键
• volatile-ttl ： 在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的key优先移除
• noeviction ： 不做过键处理，只返回一个写操作错误

一般使用allkeys-lru策略

五、从库的过期策略

从库不会进行过期扫描，从库对过期的处理是被动的。主库在 key 到期时，会在 AOF 文件里增加一条 del 指令，同步到所有的从库，从库通过执行这条 del 指令来删除过期的 key。

redis版本在3.2以下，去从库读取过期key，不会使用惰性删除，在没有读主库的情况下，还是会读取到过期key的值，Redis3.2版本以上不存在该问题。所以在Redis做分布式锁的时候，最好使用ttl语句对读取的key做一次判断，确认key是否过期。