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Redis的内存淘汰机制

article 2024/11/13 18:37:07

Redis的内存淘汰机制用于控制内存使用情况，以防止内存耗尽而导致服务崩溃。其核心思想是在内存达到限制时，根据不同策略淘汰一些数据，为新的数据腾出空间。Redis 提供了多种内存淘汰策略，通过配置参数 maxmemory-policy 进行设置。以下是 Redis 的主要内存淘汰策略及其适用场景：

1. Redis内存淘汰策略

noeviction（默认）
不淘汰任何数据。当内存不足时，直接返回错误。这种策略适合需要严格控制内存使用量的场景，但可能导致写入失败。
volatile-lru
在设置了过期时间的键（即“volatile”数据）中，使用最近最少使用（Least Recently Used, LRU）算法淘汰键值对。适合需要定期清理过期数据的场景。
allkeys-lru
在所有键中使用 LRU 算法淘汰最少使用的键。适用于缓存场景，确保常用数据优先保留，不区分是否设置过期时间。
volatile-lfu
在有过期时间的键中使用最近最少使用频率（Least Frequently Used, LFU）算法淘汰键值对。适合需要在一定时间内淘汰使用频率较低的数据的场景。
allkeys-lfu
在所有键中使用 LFU 算法，淘汰使用频率最低的键。适合缓存场景，常用数据优先保留，不区分是否有过期时间。
volatile-ttl
在设置了过期时间的键中，淘汰剩余生存时间（TTL）最短的键。适合短时间内需要清除快过期的数据，但不适合热点数据访问的场景。
allkeys-random
在所有键中随机淘汰键值对。适用于缓存策略不明确的场景，但较为随机，不保证常用数据优先保留。
volatile-random
在有过期时间的键中随机淘汰。适合不确定热点数据的场景，但随机淘汰方式可能不适合对性能有要求的应用。

2. 常见使用场景

缓存应用：推荐使用 allkeys-lru 或 allkeys-lfu 策略，确保热点数据能够优先保留。
存储过期数据：推荐 volatile-lru 或 volatile-lfu 策略，在过期数据中淘汰冷数据。
严格内存限制：可以选择 noeviction 策略，当达到内存上限时拒绝新写入，防止内存溢出。

3. LRU 和 LFU 的工作原理

Redis 使用简单而有效的方式来实现 LRU 和 LFU 算法：

LRU (Least Recently Used)：Redis 会为每个键保存一个访问时间戳。当内存淘汰时，根据最久未访问的键进行淘汰。
LFU (Least Frequently Used)：Redis 使用计数器记录键的访问频率，根据访问次数最少的键进行淘汰。在配置 lfu-log-factor 和 lfu-decay-time 参数时，可以调整 LFU 算法的敏感度。