一文搞懂Redis缓存的三大策略（过期内存淘汰删除）

Posted 2021-03-31 程猿变量

作为社会主义接班人，我们在项目中避免不了要使用Redis来做缓存。Redis简单易上手,用起来那是相当的可以。但是基于内存的Redis,使用成本也是相当的可以。

我们在使用的时候有没有想过：

使用过程中内存不够了会怎么样？

我们能怎么做？

Redis会怎么做?

故，吾等须知其

过期策略、内存淘汰策略、删除策略

过期策略

FIFO （First In First Out）先进先出原则

最先进入的缓存数据在缓存空间不够的情况下（超出最大元素限制时）会首先被清理出去

LFU （Less Frequently Uesd）最少使用原则

一直以来最少被使用的元素会被清理掉。意味着，要求缓存的元素有一个hit属性，在缓存空间不够的情况下，hit值最小的将会被清理出去

LRU （Least Recently Used）最近最少使用原则

缓存的元素有个时间戳，当缓存容量满了，而又要腾出新地方来缓存新的元素的时候，则现有缓存元素中时间戳离当前时间最远的元素将被清除出去

内存淘汰策略

no-eviction（默认使用）

当内存达到阈值之后，所有申请内存的操作都会报错

allkeys-lru

在所有键中，选取一个最近最少使用的key淘汰掉

allkeys-random

在所有键中，随机选取一个进行淘汰

volatile-lru

在设置了过期时间的键中，选取最近最少使用的key淘汰掉

volatile-random

在设置了过期时间的键中，随机选取一个key淘汰掉

volatile-ttl

在设置了过期时间的键中，选取一个即将过期的key淘汰掉

删除策略

定时删除

在设置键的过期时间的同时，设置一个定时器，让定时器在键的过期时间到达的时候，立刻执行对该键的删除操作

• 优点

  对内存友好。通过定时器可以保证过期的键能尽快地被删除，释放其占用的空间

• 缺点

  对CPU不友好。在过期键较多的情况下，定时器也会很多，删除操作将过多占用CPU资源

惰性删除

放任键过期不管，每次从键空间获取键时，都检查取到的键的过期时间，如果过期，则删除

• 优点

  对CPU友好。过期键只有在程序读取时才判断是否过期并删除，且只会删除当前键。

• 缺点

  对内存不友好。如果多个键都已经过期了，而这些键又恰好没有被访问到，那么这部分内存就不会被释放。

定期删除

每隔一段时间就对数据库进行一次检查，删除过期键

• 优点

  定时删除与惰性删除的折中处理。每隔一段时间处理一次过期键，并通过限制操作执行的时长与频率来减少删除操作对CPU时间的影响，并有效的减少内存浪费。

• 缺点

  难点在于间隔时长，需要根据自身业务情况来进行设置

Redis的删除策略

惰性删除 + 定期删除

持久化的删除策略

RDB 快照持久化

• 创建

  RDB是通过创建快照获取内存中的数据在某一时间点上的副本集；通过SAVE和BGSAVE来创建RDB文件，区别在于是否阻塞进程去创建。这两个命令都不会将数据空间中的过期键给保存到RDB文件中

• 载入

  在启动redis服务器时（可能距离RDB文件已有一段时间），如果服务器开启了RDB文件，那么服务器就会对RDB文件进行载入，需要注意的是：

1. 如果当前服务器是Master，那么过期键将会被忽略，不会加载

2. 如果当前服务器是Slave,文件中所有的键，不管是否过期都将被载入

AOF 只追加持久化

• 写入

  数据库中的过期键没有被删除时，不会对AOF文件有任何影响；当过期键被删除以后，程序会向AOF文件中追加一条DEl命令，显示该键已被删除。

• 重写

  AOF是通过将执行的写命令添加到AOF文件的末尾来记录数据的而变化的；未避免文件越来越大，采用了重写机制，REWRITEAOF和BGREWRITEAOF两个命令，其区别也是在于是否阻塞主进程，两个命令都不会将数据控件中的过期键保存到AOF文件中。

主从模式

主从模式下，主服务器用来读写命令，从服务器用来读取命令，分担压力，需要注意的是：

• 如果当前服务器是Master，当服务器通过某种删除策略得知某个键过期，则将该过期键删除，并同步给其他从服务器让他们也删除该键

• 如果当前服务器是Slave，如果有读命令获取当前过期键时，不会惰性删除，因为会影响读取性能，因此不会删除，并返回过期键对应的值