你說，Redis如何實現(xiàn)鍵值自動清理？

Redis緩存作為提高系統(tǒng)性能最好的方式相信大家對其一定不陌生，各位禿頭老碼農(nóng)不僅需要掌握Redis的基礎(chǔ)用法還得了解Redis的相關(guān)原理，比如Redis過期策略和內(nèi)存淘汰機制。

大家都知道，Redis緩存使用的是內(nèi)存資源，雖然緩存服務(wù)器會配置比較高的內(nèi)存資源，但如果對于Redis中的緩存數(shù)據(jù)我們不管不顧，內(nèi)存資源總有耗盡的時候，這時緩存服務(wù)器就無法再對外提供服務(wù)了。我們要用有限的服務(wù)器資源支撐更多的業(yè)務(wù)服務(wù)，就必須要讓那些訪問頻率不高的緩存刪除掉，為新的緩存騰出內(nèi)存空間。

Redis主要通過兩種方式相互配合來實現(xiàn)鍵值的清理，即：過期策略和內(nèi)存淘汰機制。

內(nèi)存淘汰策略

當 Redis 節(jié)點分配的內(nèi)存使用到達最大值以后，為了繼續(xù)提供服務(wù)，Redis 會啟動內(nèi)存淘汰策略，在Redis4.0之前主要是以下六種淘汰策略：

• noeviction：不淘汰任何數(shù)據(jù)，當內(nèi)存不足時，執(zhí)行緩存新增操作會報錯，這種策略下可以保證數(shù)據(jù)不丟失，它也是 Redis 默認的內(nèi)存淘汰策略。

• allkeys-lru：淘汰整個鍵值中最久未使用的鍵值，這也就是我們常說的LRU算法。

• allkeys-random：隨機淘汰任意鍵值。

• volatile-lru：淘汰所有設(shè)置了過期時間的鍵值中最久未使用的鍵值。

• volatile-random：隨機淘汰設(shè)置了過期時間的任意鍵值。

• volatile-ttl：優(yōu)先淘汰設(shè)置了過期時間中更早過期的鍵值。

通過上面的內(nèi)存淘汰策略可以看出，以?allkeys-?開頭的表示從所有key中進行數(shù)據(jù)淘汰，而以?volatile-開頭的會從設(shè)置了過期時間的key中進行數(shù)據(jù)淘汰。

而在Redis4.0版本中又新增了2種淘汰策略：

• allkeys-lfu，淘汰整個鍵值中最少使用的鍵值，這也就是我們常說的LRU算法。

• volatile-lfu，淘汰所有設(shè)置了過期時間的鍵值中最少使用的鍵值。

LRU（Least Recently Used，最近最少使用），根據(jù)最近被使用的時間，離當前最遠的數(shù)據(jù)優(yōu)先被淘汰；

LFU（Least Frequently Used，最不經(jīng)常使用），在一段時間內(nèi)，緩存數(shù)據(jù)被使用次數(shù)最少的會被淘汰。

大家可以在 redis.conf 配置文件中修改配置項?maxmemory-policy?，將其修改成需要設(shè)置的類型即可。

緩存過期策略

內(nèi)存淘汰策略是當內(nèi)存不夠用時才會觸發(fā)的一種機制，是緩存服務(wù)層面的操作，而過期策略定義的是具體緩存數(shù)據(jù)何時失效。我們在使用Redis的時候經(jīng)常會給redis的key設(shè)置一個過期時間如：EXPIRE key 30，過期策略就是指當 Redis 中緩存的 key 過期了，Redis 如何處理。

對于已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)，Redis將使用兩種策略搭配使用來刪除這些過期的鍵值，分別是惰性刪除，定期刪除。

惰性刪除

惰性刪除?是指 Redis 服務(wù)器不主動刪除過期的鍵值，而是在客戶端要獲取某個鍵值時，Redis會先去檢測一下這個key是否已經(jīng)過期，如果沒有過期則返回給客戶端，如果已經(jīng)過期了，那么Redis會刪除這個key并返回null給客戶端。

惰性刪除可以解決一些過期了，但沒被定期刪除隨機抽取到的key。但有些過期的key既沒有被隨機抽取，也沒有被客戶端訪問，就會一直保留在數(shù)據(jù)庫，占用內(nèi)存，長期下去可能會導致內(nèi)存耗盡。所以Redis提供了內(nèi)存淘汰機制來解決這個問題。

惰性刪除的優(yōu)點是不會浪費太多的系統(tǒng)資源，只是在每次訪問時才檢查鍵值是否過期。缺點是像上面說的刪除過期鍵不及時，造成了一定的空間浪費。

定期刪除

定期刪除?是指 Redis 服務(wù)器每隔一段時間會檢查一下緩存數(shù)據(jù)庫，看看是否有過期鍵可以被清除。默認情況下 Redis 定期檢查的頻率是每秒掃描 10 次，用于定期清除過期鍵。當然此值還可以通過配置文件進行設(shè)置，在 redis.conf 中修改配置“hz”即可，默認的值為“hz 10”。

因為key太多，如果全盤掃描所有的key會非常耗性能，所以定期刪除是隨機抽取一些key來刪除。這樣就有可能刪除不完，需要惰性刪除配合。