1. 内存数据删除策略

1.1 带有时效性的数据

Redis是一种内存级数据库，所有数据均放在内存中，可以通过TTL查看数据状态

17：具有时效性的数据，过期时间剩余17s
-1：永久有效的数据
-2：内存中不存在的数据（过期了，被删除了，没有定义过的数据）

那时效性数据的存储结构是什么样子的呢？具有时效性的数据其过期时间存放在expires中。

未命名文件 (3)

过期的数据真的从内存中删除了么，不占用内存了么？

并不是的，Redis的过期数据会根据数据删除策略的不同在内存中赖上一段时间。因为数据到期立刻删除必然会占用CPU去删除数据，因此Redis的数据删除目标是在内存占用与CPU占用之间寻找一种平衡。顾此失彼都会造成整体Redis性能下降，甚至引发服务器宕机或内存泄漏。接下来我们聊一聊Redis的数据删除策略。

1.2 数据删除策略

Redis数据删除策略共有三种：

定时删除
惰性删除（懒删除）
定期删除

1.2.1 定时删除

创建一个定时器，当key设置有过期时间，且过期时间到达时，由定时器立即执行对key的删除操作。

总结：用时间换空间。给CPU带来压力。

1.2.2 惰性删除

惰性删除顾名思义，就是key到期了不立即删除，等到下一次访问时判断是否过期，如果已经过期再执行删除操作；如果没有过期就返回数据。

总结：用空间换时间。给内存带来压力。

1.2.3 定期删除

折中定时删除和惰性删除。具体操作：

Redis启动服务器初始化时，读取配置server.hz的值，默认为10。
每秒执行server.hz次serverCron()→databaseCron()→activeExpire()
- databaseCron()对每个数据库进行轮询
- activeExpire()对每个expires[*]逐一进行检测。
对某个expires[*]检测时，随机挑选W个key检测
- 如果key超时，删除该key
- 如果一轮中删除的key数量>W*25%，在该expires[*]内继续执行检测
- 如果一轮中删除的key数量<=W*25%，则到下一个expires[*]进行检测
- W取值=ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP属性值
参数current_db用于记录activeExpireCycle() 进入哪个expires[*] 执行
如果activeExpireCycle()执行时间到期，下次从current_db继续向下执行

1.3 小结

删除策略	内存	CPU	特点
定时删除	节约内存,无占用	不分时段占用CPU资源,频度高	拿时间换空间
惰性删除	内存占用严重	延时执行,CPU利用率高	拿空间换时间
定期删除	内存定期随机清理	每秒花费固定的CPU资源维护内存	随机抽查,重点抽查

2. 缓存逐出算法

当新数据进入Redis时，如果内存不足怎么办？

Redis使用内存存储数据，在执行每一个命令前，会调用freeMemoryIfNeeded()检测内存是否充足。如果内存不满足新加入数据的最低存储要求，Redis要临时删除一些数据为当前指令清理存储空间。清理数据的策略称为逐出算法。

注意：逐出数据的过程不是100%能够清理出足够的可使用的内存空间，如果不成功则反复执行。当对所有数据尝试完毕后，如果不能达到内存清理的要求，将出现错误信息。

影响缓存逐出的相关配置如下：

检测带有过期时间的数据（可能会过期的数据集server.db[i].expires）
- volatile-lru：挑选最近最少使用的淘汰。也就是淘汰最长时间未被使用的。(Least Recently Used)
- volatile-lfu：挑选最近一段时间内用的最少的淘汰。（Least Frequently Used)
- volatile-ttl：挑选快过期的淘汰。
- volatile-random：任意选择数据淘汰。
检测全库数据（所有的数据集server.db[i].dict）
- allkeys-lru：挑选最近最少使用的淘汰。
- allkeys-lfu：挑选最近一段时间内用的最少的淘汰
- allkeys-random：任意选择数据淘汰。
放弃内存逐出
- no-enviction：禁止内存逐出（redis4.0中默认策略），会导致OOM

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