如何理解Redis内存回收策略

今天就跟大家聊聊有关如何理解Redis内存回收策略，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。

概述

Redis也会因为内存不足而产生错误 ， 也可能因为回收过久而导致系统长期的停顿，因此掌握执行回收策略十分有必要。在 Redis 的配置文件中，当 Redis 的内存达到规定的最大值时，允许配置 6 种策略中的一种进行淘汰键值，并且将一些键值对进行回收。

maxmemory-policy 参数

# Set a memory usage limit to the specified amount of bytes.
# When the memory limit is reached Redis will try to remove keys
# according to the eviction policy selected (see maxmemory-policy).
#
# If Redis can't remove keys according to the policy, or if the policy is
# set to 'noeviction', Redis will start to reply with errors to commands
# that would use more memory, like SET, LPUSH, and so on, and will continue
# to reply to read-only commands like GET.
#
# This option is usually useful when using Redis as an LRU or LFU cache, or to
# set a hard memory limit for an instance (using the 'noeviction' policy).
#
# WARNING: If you have slaves attached to an instance with maxmemory on,
# the size of the output buffers needed to feed the slaves are subtracted
# from the used memory count, so that network problems / resyncs will
# not trigger a loop where keys are evicted, and in turn the output
# buffer of slaves is full with DELs of keys evicted triggering the deletion
# of more keys, and so forth until the database is completely emptied.
#
# In short... if you have slaves attached it is suggested that you set a lower
# limit for maxmemory so that there is some free RAM on the system for slave
# output buffers (but this is not needed if the policy is 'noeviction').
#
# maxmemory <bytes>

# MAXMEMORY POLICY: how Redis will select what to remove when maxmemory
# is reached. You can select among five behaviors:
#
# volatile-lru -> Evict using approximated LRU among the keys with an expire set.
# allkeys-lru -> Evict any key using approximated LRU.
# volatile-lfu -> Evict using approximated LFU among the keys with an expire set.
# allkeys-lfu -> Evict any key using approximated LFU.
# volatile-random -> Remove a random key among the ones with an expire set.
# allkeys-random -> Remove a random key, any key.
# volatile-ttl -> Remove the key with the nearest expire time (minor TTL)
# noeviction -> Don't evict anything, just return an error on write operations.
#
# LRU means Least Recently Used
# LFU means Least Frequently Used
#
# Both LRU, LFU and volatile-ttl are implemented using approximated
# randomized algorithms.
#
# Note: with any of the above policies, Redis will return an error on write
#       operations, when there are no suitable keys for eviction.
#
#       At the date of writing these commands are: set setnx setex append
#       incr decr rpush lpush rpushx lpushx linsert lset rpoplpush sadd
#       sinter sinterstore sunion sunionstore sdiff sdiffstore zadd zincrby
#       zunionstore zinterstore hset hsetnx hmset hincrby incrby decrby
#       getset mset msetnx exec sort
#
# The default is:
#
# maxmemory-policy noeviction

主动清理策略

主动清理策略在Redis 4.0 之前一共实现了 6 种内存淘汰策略，在 4.0 之后，又增加了 2 种策略，总共8种：

【针对设置了过期时间的key做处理】

• volatile-ttl：在筛选时，会针对设置了过期时间的键值对，根据过期时间的先后进行删除，越早过期的越先被删除。

• volatile-random：就像它的名称一样，在设置了过期时间的键值对中，进行随机删除。

• volatile-lru：会使用 LRU 算法筛选设置了过期时间的键值对删除。

• volatile-lfu：会使用 LFU 算法筛选设置了过期时间的键值对删除

【 针对所有的key做处理】

• allkeys-random：从所有键值对中随机选择并删除数据。

• allkeys-lru：使用 LRU 算法在所有数据中进行筛选删除。

• allkeys-lfu：使用 LFU 算法在所有数据中进行筛选删除。

【 不处理 （默认）】

noeviction：不会剔除任何数据，拒绝所有写入操作并返回客户端错误信息"(error) OOM command not allowed when used memory"，此时Redis只响应读操作。

Redis 在默认情况下会采用 noeviction 策略。换句话说，如果内存己满 ， 则不再提供写入操作 ， 而只提供读取操作 。 显然这往往并不能满足我们的要求，因为对于互联网系统而言 ， 常常会涉及数以百万甚至更多的用户 ， 所以往往需要设置回收策略。

策略选择

LRU 算法（Least Recently Used，最近最少使用）：淘汰很久没被访问过的数据，以最近一次访问时间作为参考

LFU 算法（Least Frequently Used，最不经常使用）：淘汰最近一段时间被访问次数最少的数据，以次数作为参考

需要指出的是 ： LRU 算法或者 TTL 算法都是不是很精确算法，而是一个近似的算法。 Redis 不会通过对全部的键值对进行比较来确定最精确的时间值，从而确定删除哪个键值对 ， 因为这将消耗太多的时间 ， 导致回收垃圾执行的时间太长 ， 造成服务停顿.

当存在热点数据时，LRU的效率很好，但偶发性的、周期性的批量操作会导致LRU命中率急剧下降，缓存污染情况比较严重。这时使用LFU可能更好点

根据自身业务类型，配置好maxmemory-policy(默认是noeviction)，推荐使用volatile-lru。

maxmemory-sample

而在Redis 的默认配置文件中 ， 存在着参数 maxmemory-sample

# LRU, LFU and minimal TTL algorithms are not precise algorithms but approximated
# algorithms (in order to save memory), so you can tune it for speed or
# accuracy. For default Redis will check five keys and pick the one that was
# used less recently, you can change the sample size using the following
# configuration directive.
#
# The default of 5 produces good enough results. 10 Approximates very closely
# true LRU but costs more CPU. 3 is faster but not very accurate.
#
# maxmemory-samples 5

当设置 maxmemory-samples越大，则 Redis 删除的就越精确，但是与此同时带来不利的是， Redis 也就需要花更多的时去计算匹配更为精确的值 。

回收超时策略的缺点是必须指明超时的键值对 ，这会给程序开发带来一些设置超时的代码，无疑增加了开发者的工作量。

对所有的键值对进行回收，有可能把正在使用的键值对删掉，增加了存储的不稳定性。

对于垃圾回收的策略，还需要注意的是回收的时间，因为在 Redis 对垃圾的回收期间， 会造成系统缓慢。

因此，控制其回收时间有一定好处，只是这个时间不能过短或过长。过短则会造成回收次数过于频繁，过长则导致系统单次垃圾回收停顿时间过长，都不利于系统的稳定性，这些都需要设计者在实际的工作中进行思考 。

如果不设置最大内存，当 Redis 内存超出物理内存限制时，内存的数据会开始和磁盘产生频繁的交换 (swap)，会让 Redis 的性能急剧下降。

看完上述内容，你们对如何理解Redis内存回收策略有进一步的了解吗？如果还想了解更多知识或者相关内容，请关注亿速云行业资讯频道，感谢大家的支持。