Java架構-Redis的內存回收策略和Key過時策略，看這篇就夠了

Redis 做爲當下最熱門的 Key-Value 存儲系統，在大大小小的系統中都扮演着重要的角色，不論是 session 存儲仍是熱點數據的緩存，亦或是其餘場景，咱們都會使用到 Redis。在生產環境咱們偶爾會遇到 Redis 服務器內存不夠的狀況，那對於這種狀況 Redis 的內存是如何回收處理的呢？

一、前言 Redis 做爲當下最熱門的 Key-Value 存儲系統，在大大小小的系統中都扮演着重要的角色，不論是 session 存儲仍是熱點數據的緩存，亦或是其餘場景，咱們都會使用到 Redis。在生產環境咱們偶爾會遇到 Redis 服務器內存不夠的狀況，那對於這種狀況 Redis 的內存是如何回收處理的呢?另外對於帶有過時時間的 Key Redis 又是如何處理的呢?

二、Redis 內存設置 咱們都知道若是咱們要設置 Redis 的最大內存大小隻須要在配置文件redis.conf 中配置一行 maxmemory xxx 便可，或者咱們經過 config set 命令在運行時動態配置 Redis 的內存大小。

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三、Redis 內存過時策略

3.一、過時策略的配置

那麼當 Redis 內存不夠的時候，咱們要知道 Redis 是根據什麼策略來淘汰數據的，在配置文件中咱們使用 maxmemory-policy 來配置策略，以下圖：

咱們能夠看到策略的值由以下幾種：

1. volatile-lru: 在全部帶有過時時間的 key 中使用 LRU 算法淘汰數據;

2.alkeys-lru: 在全部的 key 中使用最近最少被使用 LRU 算法淘汰數據，保證新加入的數據正常;

3.volatile-random: 在全部帶有過時時間的 key 中隨機淘汰數據;

4.allkeys-random: 在全部的 key 中隨機淘汰數據;

5.volatile-ttl: 在全部帶有過時時間的 key 中，淘汰最先會過時的數據;

6.noeviction: 不回收，當達到最大內存的時候，在增長新數據的時候會返回 error，不會清除舊數據，這是 Redis 的默認策略;

volatile-lru, volatile-random, volatile-ttl 這幾種狀況在 Redis 中沒有帶有過時 Key 的時候跟 noeviction 策略是同樣的。淘汰策略是能夠動態調整的，調整的時候是不須要重啓的，原文是這樣說的，咱們能夠根據本身 Redis 的模式來動態調整策略。」To pick the right eviction policy is important depending on the access pattern of your application, however you can reconfigure the policy at runtime while the application is running, and monitor the number of cache misses and hits using the Redis INFO output in order to tune your setup.「

3.二、策略的執行過程

1.客戶端運行命令，添加數據申請內存;

2.Redis 會檢查內存的使用狀況，若是已經超過的最大限制，就是根據配置的內存淘汰策略去淘汰相應的 key，從而保證新數據正常添加;

3.繼續執行命令。

3.三、近似的 LRU 算法

Redis 中的 LRU 算法不是精確的 LRU 算法，而是一種通過採樣的LRU，咱們能夠經過在配置文件中設置 maxmemory-samples 5 來設置採樣的大小，默認值爲 5，咱們能夠自行調整。官方提供的採用對好比下，咱們能夠看到當採用數設置爲 10 的時候已經很接近真實的 LRU 算法了。

在 Redis 3.x 以上的版本的中作過優化，目前的近似 LRU 算法以及提高了很大的效率，Redis 之因此不採樣實際的 LRU 算法，是由於會耗費不少的內存，原文是這樣說的

The reason why Redis does not use a true LRU implementation is because it costs more memory.

四、Key 的過時策略

4.一、設置帶有過時時間的 key

前面介紹了 Redis 的內存回收策略，下面咱們看看 Key 的過時策略，提到 Key 的過時策略，咱們說的固然是帶有 expire 時間的 key，以下：

經過 redis> set name ziyouu ex 100 命令咱們在 Redis 中設置一個 key 爲 name，值爲 ziyouu 的數據，從上面的截圖中咱們能夠看到右下角有個 TTL，而且每次刷新都是在減小的，說明咱們設置帶有過時時間的 key 成功了。

4.二、Redis 如何清除帶有過時時間的 key

對於如何清除過時的 key 一般咱們很天然的能夠想到就是咱們能夠給每一個 key 加一個定時器，這樣當時間到達過時時間的時候就自動刪除 key，這種策略咱們叫定時策略。這種方式對內存是友好的，由於能夠及時清理過時的能夠，可是因爲每一個帶有過時時間的 key 都須要一個定時器，因此這種方式對 CPU 是不友好的，會佔用不少的 CPU，另外這種方式是一種主動的行爲。

有主動也有被動，咱們能夠不用定時器，而是在每次訪問一個 key 的時候再去判斷這個 key 是否到達過時時間了，過時了就刪除掉。這種方式咱們叫作惰性策略，這種方式對 CPU 是友好的，可是對應的也有一個問題，就是若是這些過時的 key 咱們不再會訪問，那麼永遠就不會刪除了。

Redis 服務器在真正實現的時候上面的兩種方式都會用到，這樣就能夠獲得一種折中的方式。另外在定時策略中，從官網咱們能夠看到以下說明

Specifically this is what Redis does 10 times per second:

1.Test 20 random keys from the set of keys with an associated expire.

2.Delete all the keys found expired.

3.If more than 25% of keys were expired, start again from step

意思是說 Redis 會在有過時時間的 Key 集合中隨機 20 個出來，刪掉已通過期的 Key，若是比例超過 25%，再從新執行操做。每秒中會執行 10 個這樣的操做。

五、總結

今天給你們介紹了一下 Redis 的內存回收和 Key 過時策略的處理，Redis 做爲必備的開發組件，咱們必須好好掌握，但願今天的文章能幫助你們更好的掌握 Redis 的核心。另外歡迎你們到咱們的知識星球中與咱們一塊兒進步。