Redis 过期删除和内存淘汰策略

Redis 的过期删除策略 和内存淘汰策略 是两个不同机制，分别用于处理过期键的清理和内存不足时的数据淘汰问题。

过期删除策略

常见的三种过期删除策略分别是定时删除、惰性删除和定期删除。

定时删除策略

定时删除策略的做法是，在设置 Key 的过期时间时，同时创建一个定时事件，当时间到达时，由事件处理器自动执行 Key 的删除操作。

• 定时删除可以保证过期 Key 会被尽快删除，也就是内存可以被尽快地释放（定时删除对内存是最友好的）。
• 在过期 Key 比较多的情况下，删除过期 Key 可能会占用相当一部分 CPU 时间，会对服务器的响应时间和吞吐量造成影响（定时删除策略对 CPU 不友好）。

惰性删除策略

惰性删除策略的做法是，不主动删除过期键，每次从数据库访问 Key 时，都检测 Key 是否过期，如果过期则删除该 Key。

• 每次访问时才检查 Key 是否过期，所以该策略只会使用很少的系统资源（惰性删除策略对 CPU 时间最友好）。
• 如果一个 Key 已经过期但仍然保留在数据库中，只要一直没有被访问，它所占用的内存就不会释放，造成了一定的内存空间浪费（惰性删除策略对内存不友好）。

定期删除策略

定期删除策略的做法是，每隔一段时间随机从数据库中取出一定数量的 Key 进行检查，并删除其中的过期 Key。

• 通过限制删除操作执行的时长和频率，来减少删除操作对 CPU 的影响，同时也能删除一部分过期的数据减少了过期键对空间的无效占用。
• 内存清理方面没有定时删除效果好，同时没有惰性删除使用的系统资源少。

难以确定删除操作执行的时长和频率。如果执行的太频繁，会变得和定时删除策略一样对 CPU不友好；如果执行的太少，则过期Key占用的内存不会及时得到释放。

Redis 的删除策略

前面的三种过期删除策略，每一种都有优缺点，单独使用某一个策略都不能满足实际需求。Redis选择『惰性删除 + 定期删除』这两种策略配和使用，以求在合理使用CPU时间和避免内存浪费之间取得平衡。

内存淘汰策略

当 Redis 的运行内存已经超过 Redis 设置的最大内存之后，会使用内存淘汰策略删除符合条件的 Key，以此来保障 Redis 高效的运行。

Redis 内存淘汰策略共有八种，这八种策略大体分为『不进行数据淘汰』和『进行数据淘汰』两类策略。

不进行数据淘汰的策略

• noeviction（Redis 3.0 之后默认的内存淘汰策略）：当运行内存超过最大设置内存时，不淘汰任何数据，此时新的数据写入会被禁止。

进行数据淘汰的策略

针对『进行数据淘汰』这一类策略，又可以细分为『在设置了过期时间的数据中进行淘汰』和『在所有数据范围内进行淘汰』这两类策略。

在设置了过期时间的数据中进行淘汰

• volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的任意键值。
• volatile-ttl：优先淘汰更早过期的键值。
• volatile-lru (Redis 3.0 之前，默认的内存淘汰策略) ：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最久未使用的键值。
• volatile-lfu（Redis 4.0 后新增的内存淘汰策略）：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最少使用的键值。

在所有数据范围内进行淘汰

• allkeys-random：随机淘汰任意键值。
• allkeys-lru：淘汰整个键值中最久未使用的键值。
• allkeys-lfu（Redis 4.0 后新增的内存淘汰策略）：淘汰整个键值中最少使用的键值。

参考文档

• 小林 coding｜Redis 过期删除策略和内存淘汰策略有什么区别