redis的缓存过期策略与内存淘汰机制

提起redis，毫无疑问，缓存是Redis当今最为人熟知的使用场景。再提升服务器性能方面非常有效。但是，redis不是万金油，它也有自身的弊端，我们在使用redis缓存功能是也会出现一些问题，比如说：
缓存穿透：也就是说查询数据库中一定没用的数据，redis当中肯定也没有，这样的话，每次请求都会发送到数据库中，增加数据库的负担。
解决方案：

• 将每次查不出来的数据当成null存入redis中，这样查询之后直接返回null，但是这种方法不推荐使用
• 布隆过滤器，这里不多做介绍，上篇已经解释过，有兴趣可以去看看

缓存雪崩：缓存在某一时间段大面积失效
解决方案：设置缓存过期时间，缓存时间相同的，失效的时间也是相同的；缓存多个key时，把时间错开。

redis的缓存过期策略
redis的内存回收机制主要围绕两个方面：

1.Redis过期策略:删除过期时间的key值
2.Redis淘汰策略:内存使用到达maxmemory上限时触发内存淘汰数据

redis的过期策略主要有三种：

1. 定时过期
   每个设置过期时间的key都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即清除。该策略可以立即清除过期的数据，对内存很友好；但是会占用大量的CPU资源去处理过期的数据，从而影响缓存的响应时间和吞吐量。
2. 惰性过期
   只有当访问一个key时，才会判断该key是否已过期，过期则清除。该策略可以最大化地节省CPU资源，却对内存非常不友好。极端情况可能出现大量的过期key没有再次被访问，从而不会被清除，占用大量内存。
3. 定期过期
   每隔一定的时间，会扫描一定数量的数据库的expires字典中一定数量的key，并清除其中已过期的key。该策略是前两者的一个折中方案。通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时，可以在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

redis的内存淘汰策略
介绍

• 当 Redis 内存超出物理内存限制时，内存的数据会开始和磁盘产生频繁的交换 (swap)。交换会让 Redis 的性能急剧下降，对于访问量比较频繁的 Redis 来说，这样龟速的存取效率基本上等于不可用。

• 在生产环境中我们是不允许 Redis 出现交换行为的，为了限制最大使用内存，Redis 提供了配置参数 maxmemory 来限制内存超出期望大小。

• 当实际内存超出 maxmemory 时，Redis 提供了几种可选策略 (maxmemory-policy) 来让用户自己决定该如何腾出新的空间以继续提供读写服务。

  1）noeviction：当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。

  2）allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key。

  3）allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个key。

  4）volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的key。

  5）volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个key。

  6）volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，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。