Redis的过期清理机制

缓存的数据不可能一直存在，这样内存就会撑爆了，一方面是通过设置过期时间的，如果没有设置那么只能通过内存淘汰机制

如果Redis设置过期时间，内部删除过期key使用的是「定期删除」+「惰性删除」两者配合的过期策略

定期删除

比如每隔100ms随意抽一些设置了过期的key，判断是否过期并删除，之所以随机是因为key太多，全局扫描太浪费性能了，但是也有个问题，删不完啊，越留越多怎么办，那么还会结合惰性删除策略

惰性删除

这种就是客户端在访问key的时候，会判断是否过期，如果过期了那么就直接删除同时不会将结果返回给客户端。但是也有问题，加入有些key即过期也没有客户端访问，还是会导致内存耗尽，这时候就要使用内存淘汰机制了

内存淘汰机制

当内存耗尽，则自动触发该机制选取key删除

注意内存淘汰机制策略或者内存限制的阈值都是可以在Redis配置的，具体命令可以自行查看

内存淘汰机制策略选取的方式有一下几种：

• noeviction：如果已满则新写入的会报错。默认策略

• allkeys-lru：最近最少使用的key移除

• allkeys-random：随机移除key

• volatile-lru：在设置了过期时间的key中，移除最近最少使用的key

• volatile-random：在设置了过期时间的key中，随机移除key

• volatile-ttl：在设置了过期时间的key中，将最早过期的key移除

「一般比较推荐使用lru策略」

注意哦，lru策略其实使用在很多淘汰策略里面，比如操作系统的内存中等很多地方， 给大家布置个小作业，是否能手写LRU算法

class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
    private final int CACHE_SIZE;

    /**
     * 传递进来最多能缓存多少数据
     *
     * @param cacheSize 缓存大小
     */
    public LRUCache(int cacheSize) {
        // true 表示让 linkedHashMap 按照访问顺序来进行排序，最近访问的放在头部，最老访问的放在尾部。
        super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);
        CACHE_SIZE = cacheSize;
    }

    /**
     * 钩子方法，通过put新增键值对的时候，若该方法返回true
     * 便移除该map中最老的键和值
     */
    @Override
    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
        // 当 map中的数据量大于指定的缓存个数的时候，就自动删除最老的数据。
        return size() > CACHE_SIZE;
    }
}

当然在持久化的过程中其实也会去检查是否过期，如果过期了那么是不会进入到持久化的文件中的，当然，在数据恢复的时候也会检查，其中AOF会对过期的数据增加del的命令的，这部分持久化知识，我们会单独建立一章做讲解。

回到正题，我们讨论了redis使用的好处，那现在我们就来真正的看看redis的面纱了。

Redis 简介

redis是C语言开发的数据库，其实Memcached也是用C开发的，下图是官网的简介

Redis 采用单线程模型，具体通信过程建议大家阅读《Redis 设计与实现——黄健宏》进行系统学习，这里面涉及到比较复杂计算机体系知识，不做过多讲解。

首先说明一下单线程不是指Redis单实例就是一个线程，而是核心模块由单线程完成，当然还有一些辅助线程从旁协助，比如LRU的淘汰机制

「之所以不使用多线程有几点考虑：」

1. 普通的kv操作其实瓶颈不在cpu，而在于内存及I/O

2. redis中有多种数据类型的操作，甚至包括事务，采用多线程会因为切换问题而困扰，甚至加锁解锁等都会增加复杂度

其实目前6.0版本已经引入了多线程，我们都知道redis主要瓶颈在于内存及IO，内存就是加当然也要注意NUMA陷阱，还有一个就是IO了，多线程主要就是解决了IO问题，下图是Redis6版本的多线程模型

根据上方结构简图可以看到，Redis 6 中的多线程 主要在处理 网络 I/O 方面，对网络事件进行监听，分发给 work thread 进行处理，处理完以后将主动权交还给 主线程，进行 执行操作，当然后续还会有，执行后依然交由 work thread 进行响应数据的 socket write 操作，注意Memcached其实也是多线程， 相同点就是都采用了master-worker 这一经典思路，不同点就是Memcached中的执行主逻辑也放在了线程中，当然这主要是因为有简单的数据类型。