过期 key

  1. Redis之所以性能强，最主要的原因就是基于内存存储。然而单节点的Redis其内存大小不宜过大，会影响持久化或主从同步性能。
  2. 我们可以通过修改配置文件来设置Redis的最大内存：
# 格式
# maxmemory <bytes>

# 设置redis最大内存为 1GB
maxmemory 1gb
  1. 当内存使用达到上限时，就无法存储更多数据了。Redis提供了一些策略实现内存回收。
  2. 比如通过expire命令给Redis的key设置TTL（存活时间）。
  3. 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。
  4. 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Dict（字典）结构中。不过有两个Dict：一个用来记录key-value；另一个用来记录key-TTL。
  5. Redis是如何知道一个key是否过期呢？
    • 利用两个Dict分别记录key-value对及key-ttl对。
  6. 是不是TTL到期就立即删除了呢？
    • 不是，redis有两种策略，惰性删除、周期性删除。

惰性删除

  1. 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。

周期性删除

  1. 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。
  2. 执行周期有两种：SLOW、FAST模式。
  3. SLOW 模式：Redis服务初始化函数initServer()中设置定时任务，按照server.hz（默认10）的频率来执行过期key清理。
    • 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。
  4. FAST 模式：Redis的每个事件循环前会调用beforeSleep()函数，执行过期key清理。（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。

总结

  1. RedisKey的TTL记录方式：
    • 在RedisDB中通过一个Dict记录每个Key的TTL时间。
  2. 过期key的删除策略：
    • 惰性清理：每次查找key时判断是否过期，如果过期则删除。
    • 定期清理：定期抽样部分key，判断是否过期，如果过期则删除。
  3. 定期清理的两种模式：
    • SLOW模式执行频率默认为10，每次不超过25ms。
    • FAST模式执行频率不固定，但两次间隔不低于2ms，每次耗时不超过1ms。

内存淘汰策略

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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过期key的移除策略
maxmemory-policy noeviction