1. 过期策略
在学习Redis缓存的时候我们说过,可以通过expire命令给Redis的key设置TTL(存活时间):
可以发现,当key的TTL到期以后,再次访问name返回的是nil,说明这个key已经不存在了,对应的内存也得到释放。从而起到内存回收的目的。
1.1 过期策略-DB结构
Redis本身是一个典型的key-value内存存储数据库,因此所有的key、value都保存在之前学习过的Dict结构中。不过在其database结构体中,有两个Dict:一个用来记录key-value;另一个用来记录key-TTL。
1.2 过期策略-惰性删除
惰性删除:顾明思议并不是在TTL到期后就立刻删除,而是在访问一个key的时候,检查该key的存活时间,如果已经过期才执行删除。
1.3 过期策略-周期删除
周期删除:顾明思议是通过一个定时任务,周期性的抽样部分过期的key,然后执行删除。执行周期有两种:
- Redis服务初始化函数initServer()中设置定时任务,按照server.hz的频率来执行过期key清理,模式为SLOW
- Redis的每个事件循环前会调用beforeSleep()函数,执行过期key清理,模式为FAST
1.4 SLOW和FAST模式对比
SLOW模式规则:
- 执行频率受server.hz影响,默认为10,即每秒执行10次,每个执行周期100ms。
- 执行清理耗时不超过一次执行周期的25%.默认slow模式耗时不超过25ms
- 逐个遍历db,逐个遍历db中的bucket,抽取20个key判断是否过期
- 如果没达到时间上限(25ms)并且过期key比例大于10%,再进行一次抽样,否则结束
FAST模式规则(过期key比例小于10%不执行 ):
- 执行频率受beforeSleep()调用频率影响,但两次FAST模式间隔不低于2ms
- 执行清理耗时不超过1ms
- 逐个遍历db,逐个遍历db中的bucket,抽取20个key判断是否过期
- 如果没达到时间上限(1ms)并且过期key比例大于10%,再进行一次抽样,否则结束
2. 淘汰策略
内存淘汰:就是当Redis内存使用达到设置的上限时,主动挑选部分key删除以释放更多内存的流程。Redis会在处理客户端命令的方法processCommand()中尝试做内存淘汰:
2.1 Redis支持的淘汰策略
Redis支持8种不同策略来选择要删除的key:
- noeviction: 不淘汰任何key,但是内存满时不允许写入新数据,默认就是这种策略。
- volatile-ttl: 对设置了TTL的key,比较key的剩余TTL值,TTL越小越先被淘汰
- allkeys-random:对全体key ,随机进行淘汰。也就是直接从db->dict中随机挑选
- volatile-random:对设置了TTL的key ,随机进行淘汰。也就是从db->expires中随机挑选。
- allkeys-lru: 对全体key,基于LRU算法进行淘汰
- volatile-lru: 对设置了TTL的key,基于LRU算法进行淘汰
- allkeys-lfu: 对全体key,基于LFU算法进行淘汰
- volatile-lfu: 对设置了TTL的key,基于LFI算法进行淘汰
比较容易混淆的有两个:
- LRU(Least Recently Used),最少最近使用。用当前时间减去最后一次访问时间,这个值越大则淘汰优先级越高。
- LFU(Least Frequently Used),最少频率使用。会统计每个key的访问频率,值越小淘汰优先级越高。
Redis的数据都会被封装为RedisObject结构:
LFU的访问次数之所以叫做逻辑访问次数,是因为并不是每次key被访问都计数,而是通过运算:
- 生成0~1之间的随机数R
- 计算 (旧次数 * lfu_log_factor + 1),记录为P
- 如果 R < P ,则计数器 + 1,且最大不超过255
- 访问次数会随时间衰减,距离上一次访问时间每隔 lfu_decay_time 分钟,计数器 -1
2.2 执行流程