Redis学习：过期策略

redis的过期策略有定期删除（主动）和惰性删除（被动）。

（主动）定期删除，就是redis每隔段时间就会随机抽取一些设置了过期时间的key，检查是否过期，若过期则删除，默认是每隔100毫秒。

这里redis具体的操作是：1.从设置了过期时间的key中随机抽取20个key做测试，2.从这20个key中找到已过期的并删除，3.如果这20个key中已过期的超过了25%则从第一步再重新开始。以上操作redis每秒执行10次。

（被动）惰性删除，就是在获取某个key时，redis检查一下是否设置了过期时间以及是否过期，如果过期了就会删除，并且不会返回任何东西。

但如果定时删除漏掉了一些过期key，并且后续也没查这些key，那么也就不会走惰性删除，那么这些key也就堆积在内存中了，会消耗内存，如果已使用的内存大于maxmemory，这时redis还有一个内存淘汰机制。

内存淘汰的过程是，客户端要执行新命令，例如新增，redis先检查内存使用情况，如果大于maxmemory，根据已配置的策略清除key，然后再执行新命令。

redis的内存淘汰机制提供了以下几种：

noeviction

“不驱逐”，顾名思义，就是不会清除内存，当内存不足以写入新数据时，新写入数据会报错。

allkeys-lru

LRU还是挺常见的，Least Recently Used，即最近最少使用，当内存不足以写入新数据时，在所有的key里，删除最近最少使用的key。

allkeys-random

当内存不足以写入新数据时，从所有的key中，随机删除某个key

volatile-lru

从已设置过期时间的key中，删除最近最少使用的key

volatile-random

从已设置过期时间的key中，随机删除某个key

volatile-ttl

从已设置过期时间的key中，优先删除最早要过期的key

通过命令：

CONFIG GET maxmemory-policy

可以查看当前淘汰策略，我本地redis是4.0.10版本，默认是noeviction。

通过

CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru

可设置淘汰策略

对于maxmemory，通过CONFIG GET maxmemory命令查看到默认为0（64位系统默认为0，32位系统默认为3GB内存限制），即代表对内存使用没有限制，直到耗尽所有可用内存（当到达极限时，redis会返回内存不足的错误，但不会因为内存不足而使服务器死机），所以最好做一些限制，可以使用CONFIG SET maxmemory xxx设置maxmemory为指定大小。

另外，值得一提的是，在删除一部分key之后，redis并不是将内存直接释放回操作系统，RSS可能仍然是之前的大小，但redis的内存分配器可以重用空闲的内存块，在删除一部分key之后再写入新的key，分配器会尝试重用之前释放的内存，RSS可能会保持稳定或者不会增长很多。

扩展：Redis中LRU策略

关于redis的LRU最近最少使用策略，其实有些疑惑是如何找到最近最少使用的key，在通过查阅文档和一部分源码后有了一些了解。

// server.h 里定义的 db 结构
typedef struct redisDb {
    dict *dict;                 /* The keyspace for this DB */
    dict *expires;              /* Timeout of keys with a timeout set */
    dict *blocking_keys;        /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/
    dict *ready_keys;           /* Blocked keys that received a PUSH */
    dict *watched_keys;         /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */
    int id;                     /* Database ID */
    long long avg_ttl;          /* Average TTL, just for stats */
} redisDb;

redis的LRU其实也还是随机采样的，只不过对于allkeys-lru和volatile-lru，采样的基础数据集不一样，allkeys-lru的基础是整个db下的所有数据（源码中的redisDb下的*dict），而volatile-lru的基础数据是已设置过期时间的数据（源码中的redisDb下的*expires）,然后都是从基础数据集中随机抽取maxmemory-samples个数据，

maxmemory-samples是配置的采样个数，默认为5，可通过CONFIG SET maxmemory-samples 10来设置，设置的越大，采样的精度越准确，但同样也越消耗CPU，效率越低。

然后淘汰掉最少使用的key。而在maxmemory-samples个采样数据中，最少使用的数据该如何确定呢？

// server.h 里定义的 redisObject 结构

#define LRU_BITS 24
typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    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). */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;