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面试题:Redis的内存策略

1 Redis内存回收

Redis之所以性能强,主要原因是基于内存存储,然而单节点的Redis内存不易过大,会影响主从同步和持久化性能

我们可以通过修改配置文件设置Redis的最大内存:

当内存存储到上限时,就无法存储更多的数据了。

1.1 过期策略

通过设置过期时间进行内存回收。

Redis内存过期两个问题?
1、 Redis如何知道数据过期了呢
2、是不是TTL到期就立即删除呢

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。

其结构如下:

  • Redis是如何知道一个key是否过期呢?

Redis利用两个Dict分别记录key-value对及key-ttl对

  • 是不是立即删除呢?

肯定不是的,是惰性删除,周期删除。

  • 惰性删除:

当我们访问该key时,判断是否过期,过期则删除,没有过期则返回。

  • 周期删除

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会设置一个定时任务serverCron(),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

  • 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

2 Redis内存淘汰

内存淘汰:就是当Redis内存使用达到设置的闻值时,Redis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processCommand中尝试做内存淘汰策略。

那么Redis就在任何命令执行之前做内存检查

内存淘汰策略:

  • 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。(默认)

  • 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

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。

如何知道最近访问与访问频率呢?主要是看RedisObject中的一个属性

lru:是24bit的数据,低八位存入逻辑访问次数,高十六位存储最近访问时间

内存淘汰策略结构图

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