带你搞懂 Redis 中的两个策略

面试的时候问到候选人 Redis 相关问题时，发现一个现象：一部分候选人分不清 Redis 的「键过期策略」和「内存淘汰策略」。今天就来说一说这老哥俩。

简单来说，过期策略就是当 key 到了指定的过期时间后，Redis 是用什么方式将其删除的；而淘汰策略指的是当内存不够用时，Redis 如何处理。

过期策略

Redis 的键过期方式有两种：被动和主动。

**被动方式：**当客户端尝试访问某个过期 key 时，Redis 发现该 key 已过期，将其删除。

**主动方式：**为每个设置了过期时间的 key 设置一个定时器，当到达过期时间时将 key 删除。

被动方式的问题很明显，可能有些 key 很久不会被访问，甚至永远都不会被访问，浪费内存资源。

主动方式也有问题，需要不断的去查看 key 是否已经过期，过于消耗 CPU 资源。

还有一种定期删除的方式，比如 30s 对设置过期时间的 key 进行一次扫描，并删除那些已经过期的 key。这种方式看起来是结合前两者的优势，但是它还是过于粗暴。

那么，Redis 到底是如何处理过期 key 的呢？答案是，被动 + 优化版的定期删除。被动已经说过了，下面看看 Redis 是怎么优化定期删除的。

Redis 是如何做的：

随机选择 20 个设置带有过期时间的 key
删除其中已经到达过期时间的 key
如果 20 个被选 key 中有超过 1/4（5 个）已经过期，则重复步骤 1，直到过期 key 低于 1/4

以上步骤的执行频率为每秒 10 次。

Redis 通过这种被动 + 优化版定期删除的方式使得内存和 CPU 资源的占用达到一个平衡状态，既不会让无效 key 占用过多内存，又没有过多的消耗 CPU 去做扫描工作。

过期精度

在 Redis 2.4 及以前版本，过期时间可能不是十分准确，有 1 秒以内的误差。

从 Redis 2.6 起，过期时间误差缩小到 1 毫秒以内。

淘汰策略

Redis 支持以下内存淘汰策略：

noeviction
allkeys-lru
allkeys-random
volatile-lru
volatile-random
volatile-ttl

allkeys 代表针对所有 key，volatile 代表只针对带过期时间的 key

noeviction：当内存不够用时，客户端尝试执行可能需要使用更多内存的命令（除 del 和几个例外之外写命令）时，返回错误。

lru：删除最近最少使用的 key，为新数据腾出空间。

random：随机删除 key，为新数据腾出空间。

ttl：删除剩余寿命（TTL，Time To Live）最短的 key，为新数据腾出空间。

需要注意的是，volatile-lru、volatile-random、volatile-ttl 策略下，如果找不符合条件（比如没有带过期时间的 key）的 key，那么处理方式基本上就是按照 noeviction 来进行。

淘汰策略最佳实践：

当你希望 key 呈幂律分布（类似二八原则，20% 的 key 承接了 80% 的访问）时，推荐使用 allkeys-lru。
如果你对 key 的访问比较平均，属于雨露均沾的类型，那么推荐使用 allkeys-random。
如果你的 key 大部分都是带过期时间的，那么推荐使用 volatile-ttl。

对比

过期策略

对象：带过期时间的 key

解决问题：key 到达过期时间以后，如何处理

淘汰策略

对象：所有 key（也可以只针对 expire key）

解决问题：内存不够用以后，怎么办

虽然看起来很相似，但两者干的不是一回事，它们之间没有什么直接的关系，也不会互相影响。