內(nèi)存淘汰機(jī)制
當(dāng) Redis 內(nèi)存超出物理內(nèi)存限制時(shí)，內(nèi)存的數(shù)據(jù)會(huì)開(kāi)始和磁盤產(chǎn)生頻繁的交換 (swap)。 交換會(huì)讓 Redis 的性能急劇下降，對(duì)于訪問(wèn)量比較頻繁的 Redis 來(lái)說(shuō)，這樣低速的存取效率基本上等于不可用。
在生產(chǎn)環(huán)境中我們是不允許 Redis 出現(xiàn)交換行為的，為了限制最大使用內(nèi)存，Redis 提供了配置參數(shù) maxmemory 來(lái)限制內(nèi)存超出期望大小。
1.淘汰策略
當(dāng)實(shí)際內(nèi)存超出 maxmemory 時(shí)，Redis 提供了6種可選策略 (maxmemory-policy) 來(lái)讓用戶自己決定該如何騰出新的空間以繼續(xù)提供讀寫服務(wù)。
- noeviction：不會(huì)繼續(xù)服務(wù)寫請(qǐng)求 (DEL 請(qǐng)求可以繼續(xù)服務(wù))，讀請(qǐng)求可以繼續(xù)進(jìn)行。這樣可以保證不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，但是會(huì)讓線上的業(yè)務(wù)不能持續(xù)進(jìn)行。這是默認(rèn)的淘汰策略。
- volatile-lru：嘗試淘汰設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的 key，通過(guò)LRU算法驅(qū)逐最近最少使用的key。沒(méi)有設(shè)置過(guò)期時(shí)間的 key 不會(huì)被淘汰，這樣可以保證需要持久化的數(shù)據(jù)不會(huì)突然丟失。
- volatile-random：嘗試淘汰設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的 key，在設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的key集合中隨機(jī)選擇數(shù)據(jù)淘汰。
- volatile-ttl：嘗試淘汰設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的 key，在設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的key集合中優(yōu)先淘汰ttl小的。
- allkeys-lru：和volatile-lru的區(qū)別在于要淘汰的key對(duì)象是全體key集合而不只是設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的key，其他都一樣。
- allkeys-random：和volatile-random的區(qū)別在于要淘汰的key對(duì)象是全體key集合而不只是設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的key，其他都一樣。
Redis4.0后新增了兩個(gè)策略：
volatile-lfu：嘗試淘汰設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的 key，通過(guò)LFU算法驅(qū)逐使用頻率最少的key。沒(méi)有設(shè)置過(guò)期時(shí)間的 key 不會(huì)被淘汰。
allkeys-lfu：和volatile-lfu的區(qū)別在于要淘汰的key對(duì)象是全體key集合而不只是設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的key，其他都一樣。
2.LRU算法
Redis LRU使用的是近似LRU算法，它跟 LRU 算法還不太一樣。之所以不使用 LRU 算法，是因?yàn)樾枰拇罅康念~外的內(nèi)存，需要對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改造。近似 LRU 算法則很簡(jiǎn)單，在現(xiàn)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上使用隨機(jī)采樣法來(lái)淘汰元素，能達(dá)到和 LRU 算法非常近似的效果。
Redis 為實(shí)現(xiàn)近似 LRU 算法，它給每個(gè) key 增加了一個(gè)額外的小字段，這個(gè)字段長(zhǎng)度24位，存的是最后一次被訪問(wèn)的時(shí)間戳，當(dāng)Redis執(zhí)行寫操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存超出我們配置的{maxmemory_samples}個(gè)樣本，默認(rèn)值為5，然后淘汰掉最舊的key，如果淘汰后內(nèi)存還超出
{maxmemory}為止。
采樣數(shù)越大，近似LRU算法的效果越接近嚴(yán)格LRU算法，通過(guò)樣本數(shù)量調(diào)整算法的精度
淘汰池是一個(gè)數(shù)組，它的大小是${maxmemory_samples}，在每次淘汰循環(huán)中，新隨機(jī)出的key列表會(huì)淘汰池中的key列表進(jìn)行融合，淘汰掉最舊的一個(gè)key之后，保留剩余較舊的key列表放入淘汰池等待下一個(gè)循環(huán)。
