過期數(shù)據(jù)

先來看三個key值，分別為sex、name、age。

這三個值設置的指令為 set name kaka setex age 100 24 setex sex 10 1

在redis中我們可以使用ttl來獲取某個key的狀態(tài)，下面我們來使用ttl分別獲取一下上邊name、age、sex的狀態(tài)

可以看到出來了三個值，分別為 -1  775   -2

那么這三個值給出的信息是什么呢！

• -1 表示永久有效的數(shù)據(jù)
• 775 這個值是設置在age上，使用的指令為setex age 1000 24,表示為剩余有效時間
• -2 表示已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)，或者是被刪除的數(shù)據(jù)，或者說是么有定義的數(shù)據(jù)

過期數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)

• 當我們設置一個帶有時效性的name時，redis存儲的是一個內(nèi)存地址0x10101
• 然后redis會再開辟一個空間用來存儲帶有時效性的key
• 但是存儲方式是key對應的內(nèi)存地址  和  過期時間那么今天我們所說的redis刪除策略，就是刪除的這部分數(shù)據(jù)。

定時刪除

定時刪除就是寫一個定時器，然后當key的時間過期后，定時器任務立即對過期的key進行刪除

優(yōu)點：可想而知key到期就刪，肯定對內(nèi)存時最友好的，節(jié)約內(nèi)存

缺點：redis單線程的特性是所有的命令都在按照一定的順序進行執(zhí)行。key值到期就刪cpu的壓力就會變大，會直接影響到redis服務器響應時間和IO

定時刪除就是用時間來換取空間

當執(zhí)行完定時刪除后，key值對應的數(shù)據(jù)會被刪除，同時在過期的內(nèi)存區(qū)里邊也會直接刪除。

惰性刪除

在來看這個圖當key值過期后不會直接刪除，那是什么時候刪除呢！繼續(xù)往下看

當我們使用惰性刪除時，數(shù)據(jù)到期了也不會自動刪除，那么他的刪除方式是，在下一次在獲取這個key值時，會做一個判斷，判斷這個key是否過期，如果過期了在執(zhí)行刪除。

也就是說當再次執(zhí)行g(shù)et name時  會走一個函數(shù)expirelfNeeded()  這個函數(shù)就是判斷此key是否過期的。過期的返回nil，然后從內(nèi)存在進行刪除

優(yōu)點：會減少一定的CPU性能，只有到必須要刪的時候才會刪除

缺點：那肯定就是內(nèi)存壓力大了，例如一些熱點新聞，熱點過了就基本沒人訪問了，沒有人訪問這個key就一直存在，就會出現(xiàn)長期占用一定的內(nèi)存空間

也就說這種方式是用空間換時間

定期刪除

在上文中我們提及了倆種刪除方式，一種是定時刪除，一種是惰性刪除。一個是用空間換時間。一個是用時間換空間。倆種方案都是比較極端的方式。那么接下來我們在來看看定期刪除的實現(xiàn)方案。

先來看一下redis的存儲空間，一共有默認為16個，在redis.conf里邊有一個配置參數(shù)database這個參數(shù)控制的。每個數(shù)據(jù)庫都有自己的過期分區(qū)，里邊存儲就是數(shù)據(jù)地址  和  數(shù)據(jù)過期時間。

實現(xiàn)方式

redis在啟動時，會取讀取server下的hz的值，默認為10。這個值直接在終端使用info server就可以查看的到

然后會每秒鐘執(zhí)行server下hz次  進行serverCron()輪詢

繼續(xù)使用databasesCron對redis的16個庫進行挨個訪問信息

訪問時候會再執(zhí)行activeExpireCycel對每個expires[*]逐一進行檢測，每個執(zhí)行的時間為250ms / server hz這個參數(shù)

在對每個expirs[*]逐一檢測時，會隨機拿出ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC個可以進行檢測

• 如果key超時，直接刪除key
• 一輪中刪除的key數(shù)量>ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC*25%繼續(xù)循環(huán)該過程
• 如果一輪中刪除的key數(shù)量<=ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC25% ,檢查下一個expires[]

那么現(xiàn)在問題來了，我們的250ms / hz這個時間執(zhí)行完了，但是把expires的16個數(shù)據(jù)庫沒有循環(huán)完怎么辦呢！  下次來在循環(huán)那個庫呢！  其實這個值是有存的，就是current_db這個值。這個值會記錄activeExpireCycel 下次進入那個expires[*]執(zhí)行特點1：CPU使用沒有高峰值，檢測頻率自定義設置

特點2：內(nèi)存壓力不會很大， 長時間占用的內(nèi)存會被持續(xù)的清理

逐出算法

在上文中我們說了三種刪除策略，但是這三種策略都是相對于設置了有效期的key才會有效。

那現(xiàn)在我們的redis使用的內(nèi)存不足了，就會使用逐出策略來保證redis的正常使用。

redis在每次執(zhí)行命令前會調(diào)用freeMemorylfNeeded()檢測內(nèi)存是否充足，當不充足時就會清理一些key，這種清除數(shù)據(jù)的策略稱為逐出策略。

redis最大可使用內(nèi)存的參數(shù)為：maxmemory  默認為0   指的是占用物理內(nèi)存的比例   一般設置50%就可以了

每次選取待刪除key的個數(shù)：maxmemory-samples

刪除策略：maxmemory-policy

「下面我們來著重說明刪除策略」

• 檢測易失數(shù)據(jù)（也就是我們設置了有效期，但是還沒有到期的數(shù)據(jù)，就是上文expires[*]）

  • volatile-lru：挑選最近少使用的數(shù)據(jù)
  • volatile-lfu：挑選最近使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)
  • volatile-ttl：挑選將要淘汰的數(shù)據(jù)
  • volatile-random：隨機選擇

接下來看一幅圖

• 9s就是現(xiàn)在的時間

• 距離9s最長的一個key就是age

• 使用次數(shù)最少的就是gender這個key

• 如果按照volatile-lru就會把age刪除掉

• 如果按照volatile-lfu就會把gender刪除掉

• 檢測全部數(shù)據(jù)

  • allkeys-lru：挑選最近少使用的數(shù)據(jù)
  • allkeys-lfu：挑選最近使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)
  • allkeys-random：全庫隨機刪除

• 放棄數(shù)據(jù)驅(qū)逐

  • no-enviction  ： 數(shù)據(jù)不會進行任何的刪除，直到內(nèi)存用完，引發(fā)oom錯誤。