【Redis08】删除策略与逐出算法

2022-10-26 14:35:33 浏览数 (2)

删除策略

那些有效期到了的数据,Redis并不是真的一到期立刻就把它删了,因为删除数据相比于其他客户端命令并不那么重要,这些数据会暂留在内存中,最终根据Redis的删除策略删除

好的删除策略应该是尽量寻找内存占用和CPU占用之间的平衡点,而不是单纯确保过期数据被删除,顾此失彼会造成Redis整体性能的下降,引起服务器宕机或内存泄露。

Redis 有三种删除策略:

  • 定时删除
  • 惰性删除
  • 定期删除

时效性数据的存储结构

对于时效性的数据,Redis在存储时,会以Hash的方式在expires中存储这些数据的地址和过期时间,那么在进行删除时,redis只会操作expires,把已经过期的时间戳对于的地址的内容删除。

定时删除

  • 创建一个定时器,当定时器的时间到expires中的过期时间时,这个key就会被立即删除
    • 优点:过期数据会被尽快删除,节约内存
    • 缺点:一旦到定时器的时间,CPU必须立刻执行删除,CPU压力大,影响吞吐率,是一种拿处理器性能换存储空间的做法【时间换空间】

惰性删除

下次访问时才真正删除,所有的获取数据的操作都需要经过expirelNeeded()函数,该函数就是检查数据有没有过期,过期就删除,没过期才返回

  • 优点:节约CPU性能
  • 缺点:内存占用量大,拿存储空间换CPU性能【空间换时间】

定期删除

这是一种比较折中的方案。Redis启动服务器初始化时,会先读取配置server.hz的值,这个值默认为10。Redis 每秒钟执行server.hz次serverCron(), serveCron()会调用databasesCron()来对Redis的每一个数据库进行轮询,在对单个数据库轮询时,又会调用activeExpireCycle(),activeExpireCycle()会对当前数据库的expires中随机挑选W个Key进行检测,如果Key超时了,就删除,如果删除的Key的数量 > W*25%

  • activeExpireCycle()每次只执行frac{250ms}{serve.hz},如果检测过程中这个时间到期了,他也会停止检测,并把当前正在检测的数据库索引记录在current_db中,下一次轮询时,就从上次停下的库开始,保证每个库被轮询的几率是相同的。

W 的取值取决于配置文件中ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP的值

特点:

  1. CPU性能占用设有峰值,检测额度可自定义设置
  2. 内存压力不是很大,长时间占用内存的过期数据会被持续清理

逐出算法

当新数据进入Redis中时,内存不足怎么办?

  • 当Redis存储数据时,会先调用freeMemoryIfNeeded()检查内存是否充足,如果内存不满足储存新数据所需要的最小内存,Redis会临时删除一批数据为当前指令清理储存空间,清理储存空间的策略叫逐出算法
  • 逐出算法并不能100%清理出足够的空间,如果是这种情况,他会反复执行,当对所有数据尝试完毕后,如果剩余内存还达不到要求,就会报错

逐出算法相关配置

最大可使用内存

代码语言:javascript复制
maxmemory

配置占用物理内存的比率,默认为0表示不受限制,生产环境通常设置为50%以上,根据需求设定

每次选取待删除数据的个数

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maxmemory-samples

选取要删除的数据时并不会全库扫描,因为这样会导致严重的性能消耗,降低读写性能;因此Redis采用随机获取数据的方式作为待检测删除的数据

删除策略

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maxmemory-policy

配置选出来后因该删除什么样的数据?【有8种逐出策略】

逐出策略

1. 针对易丢失数据

易丢失数据也就是设置了过期时间的数据,反正你迟早要过期,那早过期晚过期只是时间问题,有四种具体策略

  1. volatile-lru:挑选最近最少未使用的淘汰
  2. volatile-lfu:挑选最近使用最少的淘汰
  3. volatile-ttl:挑选最将要过期的数据淘汰
  4. volatile-random:随机淘汰

2. 针对全库数据

不针对易丢失数据,而是看全部数据库里谁更应该被删除,有三种具体策略

  1. allkeys-lru:最近最少未使用
  2. allkeys-lfu: 最近使用最少
  3. allkeys-random:随机淘汰

3. 放弃数据逐出

禁用逐出策略【Redis 4.0默认的方式】,这样容易引起OOM

LRU 和 LFU

  • LRU可以用在诸如微博的场景,一条微博在某一段时间可能非常火爆,他的使用次数就会非常高,如果这种场景下由于这条微博的使用次数可能是最高的,基于LFU他就永远不会被淘汰,但事实是过了那段时间后,这条微博就几乎没人访问了,使用LRU由于最近一直未使用,就会被删除
  • LFU可以用在博客等场景,一篇好的博客不会像微博那样,如果一篇博客的访问次数很多,那它大概率会在以后也经常被访问,使用LFU可以淘汰最近使用很少的“水文”

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