Redis内存回收用法及说明

redis可以通过修改配置文件maxmemory为redis设置最大内存空间占用，当内存存储达到上限时，就无法存储更多数据了。

redis提供了过期策略和淘汰策略来避免内存存储达到上限。

一、过期策略

过期策略就是通过expire命令给key设置ttl，key过期时，key对应的内存会被释放。

redisdb维护两个dict：dict、expires，dict记录所有redisobject-内存首址键值对、expires记录设置了过期时间的redisobject-过期时间键值对。

1.惰性删除

惰性删除在访问（crud）key时执行：首先根据key从dict中找到对应的redisobject，然后检查key记录在expires中的ttl，如果过期那么释放key的内存空间。

存在的问题：如果key过期了但是永远不会被访问，那么惰性删除策略下该key的内存空间永远不会被释放。

2.周期删除

为所有key设置同一个定时任务，周期性的抽样部分key，检查是否过期，如果过期执行删除操作：

slow模式：redis单线程初始化时（初始化epoll阶段）设置server.hz频率（默认100ms）定期检查并清理过期key，不在主线程main函数中。

• 执行周期为100ms，执行清理耗时不能超过25%即25ms
• 首先逐个遍历db，每次取20个key检查并清理过期key
• 如果时间未达到25ms且刚才检查的过期key比例超过10%，再取20个key检查并清理。
• （感觉这个任务每100ms执行一次的话，如果不是异步的，应该要抢占主单线程的cpu）

fast模式：每次redis单线程调用epoll_wait阻塞前都会先检查并清理部分过期key（2ms左右）

• 因为位于主线程的main代码中，所以执行周期为两次调用epoll_wait的间隔，但如果间隔低于2ms那么不会执行fast清理直到两次fast间隔大于2ms。，每次清理耗时不能超过1ms
• 首先逐个遍历db，每次取20个key检查并清理过期key
• 如果时间未达到25ms且刚才检查的过期key比例超过10%，再取20个key检查并清理。

二、淘汰策略

淘汰策略就是redis内存使用达到阈值时，主动挑选部分key删除以释放内存。

淘汰策略在主线程解析命令后处理命令前执行，配置maxmemory-policy：

• noeviction：不淘汰任何key，内存满时不允许写入新数据，默认策略。
• volatile-ttl：对设置了ttl的key淘汰，ttl越小越先被淘汰
• allkeys-random：对全体key（dict哈希表），随机淘汰。
• volatile-random：对设置了ttl的key（expires哈希表），随机淘汰。
• allkeys-lru：对全体key（dict哈希表），使用lru算法进行淘汰。
• volatile-lru：对设置了ttl的key（expires哈希表），使用lru算法进行淘汰。
• allkeys-lfu：对全体key（dict哈希表），使用lfu算法进行淘汰。
• volatile-lfu：对设置了ttl的key（expires哈希表），使用lfu算法进行淘汰。

lru：当前时间减最近一次访问时间，值越大优先淘汰。

lfu：访问次数越少优先淘汰。

key的访问次数和访问时间都会封装在redisobject对象中：ptr指向key-value具体值

逻辑访问次数：由于8bit只能记录实际访问次数0~255，对于热key来说远远不够，所以使用逻辑访问次数

1. 当key被访问时，生成一个0~1之间的随机数r
2. 计算p=1/(旧访问次数*10+1)
3. 如果r<p，计数器+1，最大不超过255
4. 为了防止key长时间不访问但访问次数一直不变，访问次数随时间衰减，距离上一次访问间隔每隔1分钟计数器-1

也就是说逻辑访问次数越大，p越小，r<p的概率越小，计数器越难+1。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持代码网。