redis过期策略（*）

Posted 2022-08-18 Firm陈

一、过期策略简介

1. 作用
   redis数据都是在内存上，内存相对昂贵，数据存储都推荐设置过期时间，redis过期策略就是为了删除已过期的数据。
2. 分类
   redis过期策略主要包括三种： 定时删除、惰性删除和定期删除。

二、过期策略对比

	1. 定时删除
		原理：给每一个过期key都生成一个定时器，一旦过期了就马上删除。
		优缺点：内存空间利用率高，但CPU占用高。
	2. 惰性删除
		原理：当key查询时才检查它是否过期，如果过期则直接删除。
		优缺点：CPU占用低，但内存空间利用率低，容易出现OOM.
	3. 定期删除
		原理：以某种频率定期去扫描过期key，如果过期则删除。
		优缺点：CPU占用较低，空间利用率较高。

	redis是采用惰性删除+定期删除的组合。

三、定期删除实现

1. 过期key是如何管理？
	redis会将设置为过期key，单独放到一个字典中。
2. 是如何定期扫描？
	为了解决效率问题，定期删除策略并不是遍历整个字典，它采用的是贪心算法，具体的如下：
	2.1. 从过期字典中挑选出20个key；
	2.2. 删除20个key中已过期的key；
	2.3. 如果删除的key占比超过了1/4则重复步骤1；
	基于以上逻辑为了解决循环过度导致线程卡死的现象，在算法上加上了超时时间的机制，默认时间是25ms。
  扫描频率：redis默认是每秒10次过期扫描。

四、惰性删除实现

4.0之前懒惰删除默认是在主线程删除并释放key内存的，即这整个操作是同步的，这会造成主线程的
同步阻塞，为了解决这个问题，在4.0+版本又做了优化，释放key内存可以放到了异步线程中去做了
（lazy-free），目的是可以减少主线程释放内存的耗时，提升主线程处理性能 。
	总结就是：4.0之前惰性删除是同步删除，4.0之后开启了lazy-free后则为多线程的异步删除，
将释放内存的耗时的操作放在后台处理。

五.对 key 设置有效期，redis 的删除策略: 定期删除+惰性删除

定期删除指的是 redis 默认每 100ms 就随机抽取一些设置了过期事件的 key ，检查是否过期，如果过期就删除。如果 redis 设置了 10 万个 key 都设置了过期时间，每隔几百毫秒就要检查 10 万个 key 那 CPU 负载就很高了，所以 redis 并不会每隔 100ms 就检查所有的 key，而是随机抽取一些 key 来检查。

但这样会导致有些 key 过期了并没有被删除，所以采取了惰性删除。意思是在获取某个 key 的时候发现过期了，如果 key 过期了就删除掉不会返回。这两个策略结合起来保证过期的 key 一定会被删除。

六.最大内存淘汰(maxmemory-policy)

如果 redis 内存占用太多，就会进行内存淘汰。有如下策略:
noeviction: 如果内存不足以写入数据， 新写入操作直接报错；
allkeys-lru: 内存不足以写入数据，移除最近最少使用的 key(最常用的策略)；
allkeys-random: 内存不足随机移除几个 key；
volatile-lru: 在设置了过期时间的 key 中，移除最近最少使用；
volatile-random: 设置了过期的时间的 key 中，随机移除几个。

总结

1. 从内存利用率来考虑，所有的数据都得设置过期时间，除非业务上的强要求；
2. 过期key的时间尽量打散，不然会出现大量key同时过期，会导致redis卡顿及缓存雪崩的问题。