概述

Redis高可用高性能缓存的应用系列的第3篇，主要介绍Redis缓存过期筛选战略和内存筛选战略回收的LRU和LFU的知识点进行说明。

Redis过期键删去战略

Redis设置key时，都会设置一个过期时刻，那么当过期时刻到了都是怎样处理的？

Redis一起运用了慵懒过期和定时过期两种方式的缓存筛选战略。

  • 慵懒过期：只有当这个key被访问时，才会判断是否过期，过期则要整理掉，他能够节约CPU的资源，可是会糟蹋内存的资源，会呈现大量过的Key没有被访问过，然后不会被清除，导致内容占用越来越大。

  • 定时过期：每隔一段时刻，扫描一定数量的设置了过期时刻的key，假如过期了则进行删去操作。

定时过期的履行过程

Redis默许每秒进行10次过期扫描：

1.从过期字典中随机挑选20个key 2.删去这20个key中已过期的 3.如果超越25%的key过期，则重复第一步

一起，为了确保事务不受影响，Redis还设置了扫描的时刻上限，默许不会超越25ms

内存筛选战略

1.假如内存不足时，Redis会依据设置的筛选战略，删去一些不常用的数据，确保Redis的正常运用,一切的前提都是加入键的时分如果超越Redis内存设定的约束后,Redis选用的服务。

1.noeviction: 不会在写入，写入会报错。 2.allkeys-lru:首先通过LRU算法驱赶最久没有运用的键 3.volatile-lru:首先从设置了过期时刻的键调集中驱赶没有最久运用的键 4.allkeys-random:从一切过期字典中的key随机删去 5.volatile-random：从过期键的调集中随机驱赶 6.volatile-ttl:从装备了过期时刻的键中，驱赶马上就要过期的键 7.volatile-lfu:从装备了过期时刻的键中驱赶运用频率最少得键 8.allkeys-lfu:从一切键中运用频率最少的键

LRU

依据最近被运用的时刻，距离当时最远的数据优化被筛选,当有新增key 或者是被访问时，元素会被追加在队尾，需要筛选时从头部开端筛选，这个是LRU的思想。

Redis高可用高性能缓存的应用系列03 - 缓存过期淘汰策略LRU、LFU

在Redis redisObject 中，维护了一个24位的时钟(有点类似于Cpu的频率)，能够简单理解为Cpu对内存运用的时刻戳，每个Key对应的也维护了同样24位的时刻戳。

比如现在要进行LRU，首先拿到当时系统的时刻钟，和Redis redisObject 内存的LRU时刻钟对差值核算，差最大的进行筛选，这儿需要注意的是，大局时钟只有24位，按秒核算的话，最多能够存储194天，所以可能呈现key时钟大于大局时钟的状况，可是Redis的LRU不会对大局的时钟进行比对，他会从设置了过期时刻的key中进行比对。

struct redisObject {
    unsigned lru:LRU_BITS; /* LRU time (relative to global lru_clock) or
                            * LFU data (least significant 8 bits frequency
                            * and most significant 16 bits access time). */
};

LFU

LRU只考虑了运用的时刻，可是没有考虑Key运用的次数，Redis4.0 以后，新增了LFU的筛选战略，依据运用时刻和次数最为筛选的权重。

LFU把之前LRU的24bit拆分成两部分，16bit的时刻钟和8it的访问频率，8bit比较小，在源码的evict文件中给出了数据。

uint8_t LFULogIncr(uint8_t counter) {
    if (counter == 255) return 255;
    double r = (double)rand()/RAND_MAX;
    double baseval = counter - LFU_INIT_VAL;
    if (baseval < 0) baseval = 0;
    double p = 1.0/(baseval*server.lfu_log_factor+1);
    if (r < p) counter++;
    return counter;
}