Redis过期删除策略和内存淘汰策略
发布时间：2022-10-15 15:46:49 所属栏目：MySql教程 来源：
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一、过期删除策略
Redis 是可以对 key 设置过期时间的，因此需要有相应的机制将已过期的键值对删除，而做这个工作的就是过期键值删除策略。
1、如何设置过期时间？
设置 k
一、过期删除策略
Redis 是可以对 key 设置过期时间的，因此需要有相应的机制将已过期的键值对删除，而做这个工作的就是过期键值删除策略。
1、如何设置过期时间？
设置 k
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目录 一、过期删除策略 Redis 是可以对 key 设置过期时间的，因此需要有相应的机制将已过期的键值对删除，而做这个工作的就是过期键值删除策略。 1、如何设置过期时间？ 设置 key 过期时间的命令一共有 4 个： 当然，在设置字符串时，也可以同时对 key 设置过期时间，共有 3 种命令： TTL 命令可以某个 key 剩余的存活时间： # 设置键值对的时候，同时指定过期时间位 60 秒 > setex key1 60 value1 OK # 查看 key1 过期时间还剩多少 > ttl key1 (integer) 56 > ttl key1 (integer) 52 取消 key 的过期时间，则可以使用PERSIST 命令。 # 取消 key1 的过期时间 > persist key1 (integer) 1 # 使用完 persist 命令之后， # 查下 key1 的存活时间结果是 -1，表明 key1 永不过期 > ttl key1 (integer) -1 2、如何判定 key 已过期了？ 每当我们对一个 key 设置了过期时间时，Redis 会把该 key 带上过期时间存储到一个过期字典（expires dict）中，也就是说「过期字典」保存了数据库中所有 key 的过期时间。 过期字典存储在 redisDb 结构中，如下： typedef struct redisDb { dict *dict; /* 数据库键空间，存放着所有的键值对 */ dict *expires; /* 键的过期时间 */ .... } redisDb; 过期字典数据结构结构如下： 字典实际上是哈希表，哈希表的最大好处就是让我们可以用 O(1) 的时间复杂度来快速查找。当我们查询一个 key 时，Redis 首先检查该 key 是否存在于过期字典中： 过期键判断流程如下图所示： 如何删除数据_oracle数据库恢复删除的数据_精算服装版怎么删除前年用过的数据 3、过期删除策略有哪些？ 在说 Redis 过期删除策略之前，先跟大家介绍下，常见的三种过期删除策略： 接下来，分别介绍它们的特点： 1、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。 定时删除策略的优点： 定时删除策略的缺点： 2、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。 惰性删除策略的优点： 惰性删除策略的缺点： 3、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。 定期删除策略的优点： 定期删除策略的缺点： 4、Redis 过期删除策略 前面介绍了三种过期删除策略，每一种都有优缺点，仅使用某一个策略都不能满足实际需求。 所以如何删除数据，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。 那么Redis 是怎么实现惰性删除的？ Redis 的惰性删除策略由 db.c 文件中的expireIfNeeded函数实现，代码如下： int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key) { // 判断 key 是否过期 if (!keyIsExpired(db,key)) return 0; .... /* 删除过期键 */ .... // 如果 server.lazyfree_lazy_expire 为 1 表示异步删除，反之同步删除； return server.lazyfree_lazy_expire ? dbAsyncDelete(db,key) : dbSyncDelete(db,key); } Redis 在访问或者修改 key 之前，都会调用 expireIfNeeded 函数对其进行检查，检查 key 是否过期： 惰性删除的流程图如下： oracle数据库恢复删除的数据_精算服装版怎么删除前年用过的数据_如何删除数据 5、Redis 是怎么实现定期删除 再回忆一下，定期删除策略的做法：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。 1、这个间隔检查的时间是多长呢？ 在 Redis 中，默认每秒进行 10 次过期检查一次数据库，此配置可通过 Redis 的配置文件 redis.conf 进行配置，配置键为 hz 它的默认值是 hz 10。 特别强调下，每次检查数据库并不是遍历过期字典中的所有 key，而是从数据库中随机抽取一定数量的 key 进行过期检查。 2、随机抽查的数量是多少呢？ 我查了下源码，定期删除的实现在 expire.c 文件下的activeExpireCycle函数中，其中随机抽查的数量由ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP定义的，它是写死在代码中的，数值是 20。 也就是说，数据库每轮抽查时，会随机选择 20 个 key 判断是否过期。 接下来，详细说说 Redis 的定期删除的流程： 从过期字典中随机抽取 20 个 key；检查这 20 个 key 是否过期，并删除已过期的 key；如果本轮检查的已过期 key 的数量，超过 5 个（20/4），也就是「已过期 key 的数量」占比「随机抽取 key 的数量」大于 25%，则继续重复步骤 1；如果已过期的 key 比例小于 25%，则停止继续删除过期 key，然后等待下一轮再检查。 可以看到，定期删除是一个循环的流程。 那 Redis 为了保证定期删除不会出现循环过度，导致线程卡死现象，为此增加了定期删除循环流程的时间上限，默认不会超过 25ms。 定期删除的流程如下： oracle数据库恢复删除的数据_如何删除数据_精算服装版怎么删除前年用过的数据 二、内存淘汰策略 前面说的过期删除策略，是删除已过期的 key，而当 Redis 的运行内存已经超过 Redis 设置的最大内存之后，则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。 1、如何设置 Redis 最大运行内存？ 在配置文件 redis.conf 中，可以通过参数maxmemory 来设定最大运行内存，只有在 Redis 的运行内存达到了我们设置的最大运行内存，才会触发内存淘汰策略。 不同位数的操作系统，maxmemory 的默认值是不同的： 2、Redis 内存淘汰策略有哪些？ 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。 1、不进行数据淘汰的策略 noeviction（Redis3.0之后，默认的内存淘汰策略） ：它表示当运行内存超过最大设置内存时，不淘汰任何数据，这时如果有新的数据写入，则会触发 OOM，但是如果没用数据写入的话，只是单纯的查询或者删除操作的话，还是可以正常工作。 2、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： 在所有数据范围内进行淘汰： 如何查看当前 Redis 使用的内存淘汰策略？ 可以使用config get maxmemory-policy命令，来查看当前 Redis 的内存淘汰策略，命令如下： 127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy 1) "maxmemory-policy" 2) "noeviction" 可以看出，当前 Redis 使用的是noeviction类型的内存淘汰策略，它是 Redis 3.0 之后默认使用的内存淘汰策略，表示当运行内存超过最大设置内存时，不淘汰任何数据，但新增操作会报错。 如何修改 Redis 内存淘汰策略？ 设置内存淘汰策略有两种方法： 3、LRU 算法和 LFU 算法有什么区别？ LFU 内存淘汰算法是 Redis 4.0 之后新增内存淘汰策略，那为什么要新增这个算法？那肯定是为了解决 LRU 算法的问题。 接下来，就看看这两个算法有什么区别？Redis 又是如何实现这两个算法的？ 什么是 LRU 算法？ LRU全称是 Least Recently Used 翻译为最近最少使用，会选择淘汰最近最少使用的数据。 传统 LRU 算法的实现是基于「链表」结构，链表中的元素按照操作顺序从前往后排列，最新操作的键会被移动到表头，当需要内存淘汰时，只需要删除链表尾部的元素即可，因为链表尾部的元素就代表最久未被使用的元素。 Redis 并没有使用这样的方式实现 LRU 算法，因为传统的 LRU 算法存在两个问题： Redis 是如何实现 LRU 算法的？ Redis 实现的是一种近似 LRU 算法，目的是为了更好的节约内存，它的实现方式是在 Redis 的对象结构体中添加一个额外的字段，用于记录此数据的最后一次访问时间。 当 Redis 进行内存淘汰时，会使用随机采样的方式来淘汰数据，它是随机取 5 个值（此值可配置），然后淘汰最久没有使用的那个。 Redis 实现的 LRU 算法的优点： 但是 LRU 算法有一个问题，无法解决缓存污染问题，比如应用一次读取了大量的数据，而这些数据只会被读取这一次，那么这些数据会留存在 Redis 缓存中很长一段时间，造成缓存污染。 因此，在 Redis 4.0 之后引入了 LFU 算法来解决这个问题。 什么是 LFU 算法？ LFU 全称是 Least Frequently Used 翻译为**最近最不常用的，**LFU 算法是根据数据访问次数来淘汰数据的，它的核心思想是“如果数据过去被访问多次，那么将来被访问的频率也更高”。 所以， LFU 算法会记录每个数据的访问次数。当一个数据被再次访问时，就会增加该数据的访问次数。这样就解决了偶尔被访问一次之后，数据留存在缓存中很长一段时间的问题，相比于 LRU 算法也更合理一些。 Redis 是如何实现 LFU 算法的？ LFU 算法相比于 LRU 算法的实现，多记录了「数据的访问频次」的信息。 typedef struct redisObject { ... // 24 bits，用于记录对象的访问信息 unsigned lru:24; ... } robj; Redis 对象头中的 lru 字段，在 LRU 算法下和 LFU 算法下使用方式并不相同。 在 LRU 算法中，Redis 对象头的 24 bits 的 lru 字段是用来记录 key 的访问时间戳，因此在 LRU 模式下，Redis可以根据对象头中的 lru 字段记录的值，来比较最后一次 key 的访问时间长，从而淘汰最久未被使用的 key。 在 LFU 算法中，Redis对象头的 24 bits 的 lru 字段被分成两段来存储，高 16bit 存储 ldt(Last Decrement Time)，低 8bit 存储 logc(Logistic Counter)。 如何删除数据_精算服装版怎么删除前年用过的数据_oracle数据库恢复删除的数据 注意，logc 并不是单纯的访问次数，而是访问频次（访问频率），因为logc 会随时间推移而衰减的。 在每次 key 被访问时，会先对 logc 做一个衰减操作，衰减的值跟前后访问时间的差距有关系，如果上一次访问的时间与这一次访问的时间差距很大，那么衰减的值就越大，这样实现的 LFU 算法是根据访问频率来淘汰数据的，而不只是访问次数。访问频率需要考虑 key 的访问是多长时间段内发生的。key 的先前访问距离当前时间越长，那么这个 key 的访问频率相应地也就会降低，这样被淘汰的概率也会更大。 对 logc 做完衰减操作后，就开始对 logc 进行增加操作，增加操作并不是单纯的 + 1，而是根据概率增加，如果 logc 越大的 key，它的 logc 就越难再增加。 所以，Redis 在访问 key 时，对于 logc 是这样变化的： 先按照上次访问距离当前的时长，来对 logc 进行衰减；然后，再按照一定概率增加 logc 的值 redis.conf 提供了两个配置项，用于调整 LFU 算法从而控制 logc 的增长和衰减 （编辑：航空爱好网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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