Redis的LFU策略具体怎么工作?

Redis的LFU（Least Frequently Used）策略通过动态跟踪键的访问频率实现淘汰决策，其核心工作逻辑可分为以下四个部分：

1. 数据结构设计‌
   字段拆分‌：每个Redis对象（redisObject）的lru字段（24位）被拆分为两部分：
   高16位（ldt）‌：记录最后一次访问的时间戳（精度为秒），用于计算访问间隔和频率衰减。
   低8位（logc）‌：逻辑计数器，初始值为5，表示访问频率的近似值，值越低越可能被淘汰。
2. 访问频率衰减机制‌
   动态衰减逻辑‌：每次访问键时，根据当前时间与ldt的差值计算logc的衰减量：
   时间间隔越大，衰减幅度越大（如长时间未访问的键，logc显著降低）。
   衰减公式：logc = logc - (当前时间 - ldt) * 衰减系数（默认衰减系数为1）。
   目的‌：避免历史高频但近期不再使用的键长期驻留内存。
3. 访问频率更新策略‌
   概率性增加‌：在衰减后，logc的值通过概率算法更新：
   计数器越高，进一步增加的概率越低（如logc=10时，增加概率为1/(10+1)=9.1%）。
   计算公式：p = 1.0 / (logc_current * lfu_log_factor + 1)（lfu_log_factor默认为10）。
   目的‌：防止短暂突发访问导致logc快速膨胀，确保长期高频访问的键才具有高优先级。
4. 淘汰执行流程‌
   内存监控‌：Redis每秒检查10次内存使用情况，触发淘汰的条件为内存超过maxmemory阈值。
   候选集筛选‌：根据策略（如volatile-lfu或allkeys-lfu），从对应键空间中随机抽样maxmemory-samples个键（默认5个）。
   淘汰决策‌：选择抽样中logc值最小的键；若logc相同，则比较ldt时间戳（更早未被访问的键优先淘汰）。
   配置参数‌
   lfu-log-factor‌：控制logc增长的难度（值越大，增长越慢）。
   lfu-decay-time‌：定义衰减时间窗口（单位：分钟），默认1分钟触发一次衰减计算。

通过以上机制，Redis的LFU在有限内存和计算开销下，实现了对高频访问键的高效保留，同时避免传统LFU算法的内存与性能瓶颈。