Redis——Redis的数据库结构、删除策略及淘汰策略

Redis是一个高性能的key-value存储系统，它支持多种数据结构，并提供了丰富的删除策略和淘汰策略。以下是关于Redis的数据库结构、删除策略及淘汰策略的详细介绍：

Redis的数据库结构

Redis是一个key-value数据库，数据存储是以一个唯一的key对应一个value。value有5种基础数据结构：

1. string（字符串）：值可以是字符串（简单的、以及json、xml格式的）、数字，甚至是二进制数据（图片、音频、视频），最大能存储512MB。
2. hash（哈希）：一个键值对集合。
3. list（列表）：一个字符串列表，按照插入顺序排序。
4. set（集合）：一个字符串集合，不允许有重复元素。
5. zset（有序集合）：一个字符串集合，每个元素都会关联一个double类型的分数。Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

Redis的删除策略

Redis有三种删除策略来处理过期数据：

1. 定时删除：创建一个定时器，当key过期时，定时器立即删除过期数据。这种方法节约内存，但CPU负荷高，尤其在访问量大时可能引起线程阻塞。
2. 惰性删除：数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，如果未过期，返回数据；如果已过期，删除并返回不存在。这种方法CPU压力会降低，但内存压力很大，长期有过期数据占用内存。
3. 定期删除：Redis启动服务器初始化时，读取配置server.hz的值（默认为10），每秒执行server.hz次的serverCron()中的方法，周期性地轮询redis库中的时效型数据，采用随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度（过期数据的比例不超过25%）。这种策略平衡了前两种极端的方案，CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义，内存压力和CPU压力都不大。

Redis的淘汰策略

当Redis内存不足以容纳新写入数据时，就需要制定一定的淘汰策略。Redis提供了以下几种淘汰策略：

1. noeviction：不淘汰任何数据，如果内存已经满了，不支持客户端写入新的数据，会直接发出拒绝，返回错误。
2. volatile-lru：最常用的淘汰策略，该策略是淘汰掉设置了过期时间的键，并按照最少访问频次进行淘汰。
3. volatile-lfu：针对设置了过期时间的key，按照一段时间内的访问频次，淘汰掉访问频次最低的进行淘汰。
4. volatile-ttl：该策略是淘汰掉针对设置了过期时间的键，按照生存时间最短的进行淘汰。
5. volatile-random：针对设置了过期时间的键，随机选择一个键淘汰。
6. allkeys-lru：淘汰整个键值对中最久未使用的键值对。
7. allkeys-lfu：淘汰整个键值对中一段时间最少使用的键值对。
8. allkeys-random：随机淘汰任意键值对。

这些策略可以根据实际应用场景和需求进行选择和配置。