Redis的内存管理机制是其性能和稳定性的关键。了解过期策略和淘汰策略对于维护高效的Redis实例至关重要。
过期策略
Redis的过期策略包括定时删除、惰性删除和定期删除。
- 定时删除：为每个键设置一个定时器，过期后立即删除。这种方式及时释放内存，但消耗CPU资源较大。
- 惰性删除：仅在键被访问时才检查并删除过期键。这种方式对CPU友好，但可能导致大量过期键占用内存。
- 定期删除：周期性地删除过期键。这是惰性删除的补充，通过定期检查来减少内存占用。
淘汰策略
当Redis内存使用量达到maxmemory限制时，将根据maxmemory-policy配置的策略来淘汰键。
- noeviction：默认策略，不淘汰任何键，新写入操作会报错。
- allkeys-lru：从所有键中，基于最近最少使用(LRU)算法淘汰数据。
- allkeys-lfu：从所有键中，基于最少频率使用(LFU)算法淘汰数据。
- volatile-lru：仅从设置了过期时间的键中，基于LRU算法淘汰数据。
- volatile-lfu：仅从设置了过期时间的键中，基于LFU算法淘汰数据。
- volatile-random：在设置了过期时间的键中随机选择淘汰。
- volatile-ttl：在设置了过期时间的键中，淘汰那些 TTL（Time To Live）值最小的键。
LRU算法实现
Redis实现的LRU算法是一种近似算法，通过以下机制工作：
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随机抽样：Redis会随机抽取一些键，并淘汰最久未使用的键。可以通过
maxmemory-samples配置项调整抽样数量，默认值为5。 -
池化：Redis维护一个池子，每次随机抽样得到的键会与池中现有的键进行比较，以选择淘汰的键。池子的大小默认为16。
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近似LRU：通过抽样和池化，Redis能够在不牺牲太多准确性的情况下，快速找到最久未使用的键。
LFU算法实现
LFU算法是Redis 4.0引入的淘汰策略，基于键的使用频率来淘汰键：
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计数器：Redis为每个键维护一个访问频率计数器，每次键被访问时，计数器增加。
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概率估算：为了减少更新计数器的CPU开销，Redis使用概率计数器来估计对象的访问频率。
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衰减机制：LFU算法包括衰减机制，随着时间的推移，计数器的值会逐渐减少，以适应访问模式的变化。
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调整参数：可以通过
lfu-log-factor和lfu-decay-time配置项来调整计数器增长的速度和衰减时间。
内存碎片
内存碎片会影响Redis的性能，可以通过配置activedefrag参数来开启内存碎片整理，减少内存碎片对性能的影响。
监控内存
使用INFO memory命令可以查看Redis内存相关信息，包括内存使用量、内存碎片率等。
总结
合理配置Redis的过期策略和淘汰策略，可以有效管理内存，提高Redis的性能和稳定性。根据不同的应用场景和业务需求，选择合适的策略至关重要。