Redis篇之过期淘汰策略

一、数据的过期策略

1.什么是过期策略

        Redis对数据设置数据的有效时间，数据过期以后，就需要将数据从内存中删除掉。可以按照不同的规则进行删除，这种删除规则就被称之为数据的删除策略（数据过期策略）。

2.过期策略-惰性删除

        惰性删除：设置该key过期时间后，我们不去管它，当需要该key时，我们在检查其是否过期，如果过期，我们就删掉它，反之返回该key。

        优点：对CPU友好，只会在使用该key时才会进行过期检查，对于很多用不到的key不用浪费时间进行过期检查。

        缺点：对内存不友好，如果一个key已经过期，但是一直没有使用，那么该key就会一直存在内存中，内存永远不会释放。

3.过期策略-定期删除

        定期删除：每隔一段时间，我们就对一些key进行检查，删除里面过期的key(从一定数量的数据库中取出一定数量的随机key进行检查，并删除其中的过期key)。

        定期清理有两种模式：

        SLOW模式是定时任务，执行频率默认为10hz，每次不超过25ms，以通过修改配置文件redis.conf 的hz选项来调整这个次数。

        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。

        优点：可以通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对 CPU 的影响。另外定期删除，也能有效释放过期键占用的内存。

        缺点：难以确定删除操作执行的时长和频率。

4.总结

        Redis的过期删除策略：惰性删除 + 定期删除两种策略进行配合使用。

二、数据的淘汰策略

1.什么是淘汰策略

        数据的淘汰策略：当Redis中的内存不够用时，此时在向Redis中添加新的key，那么Redis就会按照某一种规则将内存中的数据删除掉，这种数据的删除规则被称之为内存的淘汰策略。

2.淘汰策略有哪些

        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。

        volatile-random：对设置了TTL的key ，随机进行淘汰。

        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LFU算法进行淘汰。

3.使用建议

        1. LRU（Least Recently Used）最近最少使用。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。key1是在2s之前访问的, key2是在8s之前访问的，删除的就是key2。

        2. 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。key1最近5s访问了2次, key2最近5s访问了8次， 删除的就是key1。

        3. 优先使用 allkeys-lru 策略。充分利用 LRU 算法的优势，把最近最常访问的数据留在缓存中。如果业务有明显的冷热数据区分，建议使用。

         4. 如果业务中数据访问频率差别不大，没有明显冷热数据区分，建议使用 allkeys-random，随机选择淘汰。

        5. 如果业务中有置顶的需求，可以使用 volatile-lru 策略，同时置顶数据不设置过期时间，这些数据就一直不被删除，会淘汰其他设置过期时间的数据。

        6. 如果业务中有短时高频访问的数据，可以使用 allkeys-lfu 或 volatile-lfu 策略。

三、面试应该怎么说

1.过期策略

面试官：Redis的数据过期策略有哪些 ?

候选人：在redis中提供了两种数据过期删除策略

第一种是惰性删除，在设置该key过期时间后，我们不去管它，当需要该key时，我们在检查其是否过期，如果过期，我们就删掉它，反之返回该key。

第二种是 定期删除，就是说每隔一段时间，我们就对一些key进行检查，删除里面过期的key

定期清理的两种模式：

• SLOW模式是定时任务，执行频率默认为10hz，每次不超过25ms，以通过修改配置文件redis.conf 的 hz 选项来调整这个次数

• FAST模式执行频率不固定，每次事件循环会尝试执行，但两次间隔不低于2ms，每次耗时不超过1ms

Redis的过期删除策略：惰性删除 + 定期删除两种策略进行配合使用。

2.淘汰策略

面试官：Redis的数据淘汰策略有哪些 ?

候选人：这个在redis中提供了很多种，默认是noeviction，不删除任何数据，内部不足直接报错，是可以在redis的配置文件中进行设置的，里面有两个非常重要的概念，一个是LRU，另外一个是LFU，LRU的意思就是最少最近使用，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的意思是最少频率使用，会统计每个key的访问频率，值越小淘汰优先级越高，我们在项目设置的allkeys-lru，挑选最近最少使用的数据淘汰，把一些经常访问的key留在redis中。

面试官：数据库有1000万数据 ,Redis只能缓存20w数据, 如何保证Redis中的数据都是热点数据 ?

候选人：可以使用 allkeys-lru （挑选最近最少使用的数据淘汰）淘汰策略，那留下来的都是经常访问的热点数据。

面试官：Redis的内存用完了会发生什么？

候选人：这个要看redis的数据淘汰策略是什么，如果是默认的配置，redis内存用完以后则直接报错。我们当时设置的 allkeys-lru 策略。把最近最常访问的数据留在缓存中。