七、Redis删除策略和淘汰策略

（一）过期数据

Redis中的数据特征

• Redis是一种内存级数据库，所有数据均存放在内存中，内存的数据可以通过TTL指令获取其状态
  • XX：具有时效性的数据
  • -1：永久有效的数据
  • -2：已经过期的数据或被删除的数据 或 未定的数据

数据删除策略

1. 定时删除

2. 惰性删除

3. 定期删除

时效性数据的存储结构

数据删除策略的目标

• 在内存占用与CPU占用之间导找一种平衡，顾此失彼都会造成整体rdis性能的下降，甚至引发服务器宕机或内存泄露。

（二）数据删除策略

定时删除策略

• 创建一个定时器，当key设置有过期时间，且过期时间到达时间，由定时器任务立即执行对键的删除操作

1、优缺点：

• 优点：节约内存，到时就删除，快速释放掉不必要的内存占用
• 缺点：CPU压力很大，无论CPU此时负载量多高，均占用CPU,会影响rdis服务器响应时间和指令吞吐量

2、总结：

• 用处理器性能换取存储空间（拿时间换空间）

惰性删除

• 数据到达过期时间，不做处理，等下次访问该数据时删除。
• 发现已过期，删除，返回不存在

1、优缺点

• 优点：节约CPU性能，发现必须删除的时候才删除
• 缺点：内存压力很大，出现长期占用内存的数据

2、总结

• 用存储空间换取处理器性能（拿时间换空间）

定期删除

• 周期性轮训redis库中的时效性数据，采用随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度

0、原理

• Redis启动服务器初始化时，读取配置server.hz的值，默认为10
• 每秒钟执行server.hz次serverCron()->databasesCron()->activeExpireCyde()
  • databasesCron() 循环每个库
  • activeExpireCyde（）对每个expres[*]注意进行检测，每次执行250ms/server.hz
• 对某个expires[*]挑选W个key检测
  • 如果key超时，删除key
  • 如果一轮中删除的key的数量>W25%,循环该过程
  • 如果一轮中删除的key的数量≤W25%,检查下一个expires[内]，0-15循环
  • W取值=ACTIVE EXPIRE CYCLLOOKUPS_PER LOOP)属性值
• 参数current db用于记录activeExpireCycle(0进入哪个expires[N]执行。
• 如果activeExpireCycle(O执行时间到期，下次从current db继续向下执行。

1、特定：

• CPU性能占用设置有峰值1，检测频度可自定义设置
• 内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理

2、总结：

• 周期性抽查存储空间（随机抽查，重点抽查）

删除策略对比

1、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

2、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

3、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

redis里面默认采用惰性删除和定期删除

（三）逐出策略（淘汰策略）

新数据进入检测

1、逐出算法

当新数据进入redis时，如果内存不足怎么办？

Redis使用内存存储数据，在执行每一个命令前，会调用**freeMemorylfNeeded()**检测内存是否充足。如果内存不满足新加入数据的最低存储要求，rdis要临时删除一些数据为当前指令清理存储空间。清理数据的策略称为逐出算法。

2、注意：

逐出数据的过程不是100%能够清理出足够的可使用的内存空间，如果不成功则反复执行。当对所有数据尝试完毕后，如果不轮达到内存清理的要求，将出现错误信息。

(error)OOM command not allowed when used memory >'maxmemory’

影响数据逐出的相关配置

1、最大可使用内存

maxmemory

占用物理内存的比例，默认值为0，表示不限制。生产环境中根据需求设定，通常设置在50%以上。

2、每次选取待删除数据的个数

maxmemory-samples

选取数据时并不会全库扫描，导致严重的性能消耗，降低读写性能。因此采用随机获取数据的方式作为待检测删除数据

3、删除策略

maxmemory-policy volatile-lru

达到最大内存后的，对被挑选出来的数据进行除的策酪

4、数据逐出策略-检测易失数据（可能会过期的数据集server.db[i].expires）

• volatile-lru:挑选最近最长时间没有使用的数据淘汰
• volatile-lfu:挑选最近使用次数最少的数据淘汰
• volatile-ttl:挑选将要过期的数据淘汰
• volatile-random:任意选择数据淘汰

5、数据逐出策略-检测全库数据(所有数据集server.db[i].dict)

• allkeys-lru:挑选最近最长时间没有使用的数据淘汰
• allkeys-lfu:挑选最近使用次数最少的数据淘汰
• allkeys-random:任意选择数据淘汰

6、数据逐出策略-放弃数据驱逐

• no-enviction(驱逐)：禁止驱逐数据(redis4.0中默认策略)，会引发错误OOM(Out Of Memory)

7、八个策略配置位置

maxmemory-policy volatile-lru

8、使用info命令输出监控信息

使用INFO命令输出监控信息，查询缓存hit（命中）和miss（丢失）的次数，根据业务需求调优Redis配置

略)，会引发错误OOM(Out Of Memory)

7、八个策略配置位置

maxmemory-policy volatile-lru

8、使用info命令输出监控信息

使用INFO命令输出监控信息，查询缓存hit（命中）和miss（丢失）的次数，根据业务需求调优Redis配置