Redis过期key处理和内存回收真的太棒了！

1。过期key处理

Redis之所以有强大的性能，主要原因在于它是基于内存存储的。但单节点Redis的内存大小不宜太大，否则会影响持久化或主从同步性能。

我们可以通过更改配置文件来设置Redis的最大内存：

maxmemory 1gb

当内存使用达到上限时，就无法再存储数据了。为了解决这个问题，Redis提供了一些策略来实现内存回收：

首先需要了解的是：Redis是一个键值存储数据库系统，那么它是如何存储源中的所有键值对的呢？代码？ ？

Redis本身就是一个典型的key-value内存存储数据库，所以所有的key和value都存储在之前学过的Dict结构中。然而，数据库结构中有两种Dict：一种用于记录键值；另一种用于记录键值。另一个用于记录密钥TTL。

内部结构

• dict 是一个哈希结构，用于存储所有键值对
• expires 也是一个哈希结构，用于存储所有设定过期时间的键值对，但是value 就是过期时间

我们需要思考两个问题：

• Redis 如何知道某个 key 是否过期了？
• 使用两个Dict分别捕获键值对和键-ttl对。 TTL 过期后是否会立即删除？

总结：Redis过期移除策略是：懒惰移除和定期移除策略配合使用

懒惰移除

懒惰移除：顾名思在TTL过期后不会立即移除，而是在打开一个key后检查key 的生存时间，只有在过期时才将其删除。

定期删除

定期删除：顾明思使用计划作业定期采样部分过期的密钥，然后将其删除。有两个执行周期：

• Redis服务初始化函数initServer()设置一个定时任务，按照server.hz的频率执行过期key的清理。该模式是 SLOW beforeSleep() 在每个 Redis 事件循环之前调用。 )函数，执行过期key的清理，模式为FAST

SLOW模式规则：

• 执行频率受server.hz影响，默认值为10，即运行10次每秒，每个执行周期持续 100 ms。
• 执行清理所花费的时间不超过执行周期的 25%。默认慢速模式耗时不超过25毫秒
• 一一遍历数据库，一一遍历数据库中的Bucket，提取20个key判断是否过期
• 如果没有则达到时限达到（25 ms）且过期密钥占比大于10%，再次进行采样，否则

FAST模式规则结束（过期密钥占比小于10%，不执行）：

• 执行频率受 beforeSleep() 调用频率影响，但两次 FAST 模式之间的间隔不小于 2 ms
• 执行清理所需的时间不超过 1 ms
• 逐个数据库，一一遍历db中的bucket，提取20个key判断是否过期
• 如果未达到时间限制（1ms）且过期key比例大于10 %，则再进行一次采样，否则终止

2 内存淘汰策略

①，设置Redis最大内存

在redis.conf配置文件中，可以通过maxmemory参数来淘汰最大内存设置内存：

不设定该参数默认是无限制的，但是通常会设定其为物理内存的四分之三

②，设置内存淘汰方式

当现有内存大于maxmemory时，redis会激活主动内存淘汰方式。设置 maxmemory-policy

执行以下操作。淘汰方式不同：

• 易失性-lru：使用LRU算法淘汰设置过期时间的key；
• allkeys-lru：使用LRU算法消除所有key；
• volatile-lfu：使用LFU算法淘汰具有设定过期时间的key；
• allkeys-lfu：使用LFU算法消除所有key；
• volatile-random：设置过期时间的Key会被随机淘汰。 ;
• allkeys-random：所有key随机消除；
• volatile-ttl：设置了过期时间的Key，根据过期时间进行淘汰。越早过期，就越早被淘汰；
• noeviction：默认策略：当内存达到设置的最大值时，所有应用到内存的操作都会报错（如set、lpush等），而只读操作如get命令可能会报错正常执行；

有两个比较容易混淆：

​ LRU（最近的）y 已使用），最近最少使用时间是当前时间减去上次访问时间。值越大，淘汰优先级越高。

​ LFU（最不常用），最不常用。统计每个按键的访问频率。值越小，淘汰优先级越高。

* LRU、LFU和volatile-ttl都是近似随机算法；

使用以下参数 maxmemory-policy 配置淘汰策略：

#配置文件
maxmemory-policy noeviction
 
#命令行
127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy
1) "maxmemory-policy"
2) "noeviction"
127.0.0.1:6379> config set maxmemory-policy allkeys-random
OK
127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy
1) "maxmemory-policy"
2) "allkeys-random"

Redis 数据封装在 RedisObject 结构体中：

对 LFU 的访问次数称为逻辑访问次数代替为了对每次使用密钥进行计数，使用以下操作：

• 生成 0 到 1 之间的随机数 R
• 计算（旧数 * lfu_log_factor + 1），记录为 P
• 如果 R
• ，随着时间的推移，访问次数会减少。自上次访问时间起每 lfu_decay_time 分钟，计数器 -1