Redis5.0数据淘汰策略详解

作为一个内存数据库，redis在内存空间不足的时候，为了保证命中率，就会选择一定的数据淘汰策略，这篇文章主要讲解常见的几种内存淘汰策略。和我们操作系统中的页面置换算法类似。

一、参数设置

我们的redis数据库的最大缓存、主键失效、淘汰机制等参数都是通过配置文件来配置的。这个文件是我们的redis.config文件，我们的redis装在了/usr/local/redis目录下，所以配置文件也在这里。首先说明一下我使用的redis是5。也是目前最新的版本。

# 在 redis 中，允许用户设置最大使用内存大小 
# maxmemory <bytes>

1、最大内存参数

关键的配置就在最下面，我们可以设置多少个字节。默认是关闭的。

2、内存淘汰策略

不同于之前的版本，redis5.0为我们提供了八个不同的内存置换策略。很早之前提供了6种。

（1）volatile-lru：从已设置过期时间的数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰。

（2）volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集中挑选将要过期的数据淘汰。

（3）volatile-random：从已设置过期时间的数据集中任意选择数据淘汰。

（4）volatile-lfu：从已设置过期时间的数据集挑选使用频率最低的数据淘汰。

（5）allkeys-lru：从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰

（6）allkeys-lfu：从数据集中挑选使用频率最低的数据淘汰。

（7）allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰

（8） no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据，这也是默认策略。意思是当内存不足以容纳新入数据时，新写入操作就会报错，请求可以继续进行，线上任务也不能持续进行，采用no-enviction策略可以保证数据不被丢失。

这八种大体上可以分为4中，lru、lfu、random、ttl。

PS: 6种的

6种数据淘汰策略

1、volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰

2、volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰

3、volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰

4、allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰

5、allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰

6、no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

二、淘汰机制的实现

1、删除失效主键

既然是淘汰，那就需要把这些数据给删除，然后保存新的。Redis 删除失效主键的方法主要有两种：

（1）消极方法（passive way），在主键被访问时如果发现它已经失效，那么就删除它。redis在实现GET、MGET、HGET、LRANGE等所有涉及到读取数据的命令时都会调用 expireIfNeeded，它存在的意义就是在读取数据之前先检查一下它有没有失效，如果失效了就删除它。

expireIfNeeded函数中调用的另外一个函数propagateExpire，这个函数用来在正式删除失效主键，并且广播告诉其他地方，目的地有俩：AOF文件，将删除失效主键的这一操作以DEL Key的标准命令格式记录下来；另一个就是发送到当前Redis服务器的所有Slave，同样将删除失效主键的这一操作以DEL Key的标准命令格式告知这些Slave删除各自的失效主键。

（2）积极方法（active way），周期性地探测，发现失效就删除。消极方法的缺点是，如果key 迟迟不被访问，就会占用很多内存空间，所以才有积极方式。

（3）主动删除：当内存超过maxmemory限定时，触发主动清理策略，该策略由启动参数的配置决定

主键具体的失效时间全部都维护在expires这个字典表中：

2、淘汰数据的量

既然是淘汰数据，那么淘汰多少合适呢？

为了避免频繁的触发淘汰策略，每次会淘汰掉一批数据，淘汰的数据的大小其实是和置换的大小来确定的，如果置换的数据量大，淘汰的肯定也多。

3、置换策略是如何工作

理解置换策略的执行方式是非常重要的，比如：

（1）客户端执行一条新命令，导致数据库需要增加数据（比如set key value）

（2）Redis会检查内存使用，如果内存使用超过maxmemory，就会按照置换策略删除一些key

（3）新的命令执行成功

OK，redis数据淘汰策略就先到这，版本使用的是最新的5。可能会和3不同。