Redis的过期和淘汰是两回事儿
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· 2022-06-11
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做程序员的竞争越来越大，有一种三百六十行，行行转程序员的感觉。当程序员的想着转行做送外卖逃离 007、996，送外卖的却想着转行当程序员。看到群里小伙伴发的照片，想起以前一个阿姨在地铁上学 Java Web 的照片，真的是太卷了……不，是太励志了！
今天整理一下关于 Redis 的过期策略和淘汰机制，这两个东西看着很像，其实不是一回事儿。
过期策略
我们在使用 Redis 当作缓存时，通常会给 Redis 的 Key 设置一个过期时间，被设置过期时间的 Key 在未过期时可以对其进行读取或更新操作，也可以主动将其删除。当其超过设置的时间后，它将失效。通过它的过期机制，可以完成很多功能，比如计数器复位、token 过期等。
那么，Redis 对已经过期的数据是进行如何处理，或者说是如何删除呢？在 Redis 中有两种策略来删除过期的 Key，分别是 主动删除和 被动删除 两种方式，也有资料称为 定期删除 和 惰性删除。
被动删除（惰性删除）
被动删除也被称为惰性删除，是 Redis 中的 Key 已经过期，但是 Redis 不会主动将其删除，当有客户端访问该过期 Key 时，Redis 对其进行检查，发现其过期则将其删除，并返回 null 给客户端。
主动删除（定期删除）
惰性删除有它的优点，不会浪费太多的系统资源，但是也存在相应的问题，就是已经过期的 Key 如果不再被访问，就不会被删除了，这样会浪费不必要的存储空间。因此 Redis 存在一种主动删除过期 Key 的策略。
主动删除也被称为定期删除，Redis 会定期扫描已经设置了过期时间的 Key，然后从中删除已经过期的 Key。Redis 默认一秒钟完成 10 次这样的扫描，它大概的流程如下：
从设定了过期的 Key 中随机抽取 20 个 Key 进行过期检测
删除所有已经过期的 Key
如果有本次删除的 Key 超过 25%，那么重复第一步
如果有大量的 Key 过期，这样的扫描可能会导致线程卡顿，因此每次扫描的时长最长为 25ms。
以上是 Redis 处理过期 Key 的方案，当 Redis 服务器占用的内存空间超过最大允许内存之后，会触发内存的淘汰策略。
淘汰策略
内存淘汰策略是指 Redis 使用的内存达到或超过其配置的最大内存时触发的一种保护策略，它根据具体的策略来淘汰一些 Key 使得 Redis 可以继续运行。在 Redis 4.0 之后的版本中，Redis 的内存淘汰策略共有 8 种。
noeviction：内存达到配置的最大内存时，不再接受新增 Key 的操作，它是默认配置
allkeys-lru：在所有 Key 中，保留最近使用的 Key，删除最近最少使用的 Key
allkeys-lfu：在所有 Key 中，保留常用的 Key，删除最不常用的 Key
allkeys-random：在所有 Key 中，随机删除一些 Key
volatile-lru：在设置了过期时间的 Key 中，删除最近最少使用的 Key
volatile-lfu：在设置了过期时间的 Key 中，删除最不常用的 Key
volatile-random：在设置了过期时间的 Key 中，随机删除一些 Key
volatile-ttl：在设置了过期时间的 Key 中，删除最短剩余生存时间中最不常用的 Key
从上面的策略中可以看出，大体分为两类，分别是 allkeys 和 volatile 两种。allkeys 是所有的 Key，volatile 是设置了过期时间的 Key。在 allkeys 和 volatile 中使用两个淘汰策略是 LRU 和 LFU，即 最近最少使用（确切的是 近似 LRU 算法） 和 最不常用 两种。
小结
过期和淘汰是两回事，过期是对设置过期时间的 Key 进行删除的一种机制，而淘汰是当使用内存超过设置最大内存时触发的一种保护机制，虽然它也会删除一些 Key。上面整理的是关于 Redis 的过期和淘汰的知识点，具体应该怎么设置淘汰策略，官网给出了建议。需要了解 LRU 和 LFU 算法也可以在官网得到具体的说明。
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