Redis內(nèi)存淘汰機(jī)制

Redis內(nèi)存淘汰指的是用戶存儲(chǔ)的一些鍵被可以被Redis主動(dòng)地從實(shí)例中刪除，從而產(chǎn)生讀miss的情況，那么Redis為什么要有這種功能？這就是我們需要探究的設(shè)計(jì)初衷。Redis最常見的兩種應(yīng)用場景為緩存和持久存儲(chǔ)，首先要明確的一個(gè)問題是內(nèi)存淘汰策略更適合于那種場景？是持久存儲(chǔ)還是緩存？

內(nèi)存的淘汰機(jī)制的初衷是為了更好地使用內(nèi)存，用一定的緩存miss來換取內(nèi)存的使用效率。

作為Redis用戶，我如何使用Redis提供的這個(gè)特性呢？看看下面配置

# maxmemory <bytes>

我們可以通過配置redis.conf中的maxmemory這個(gè)值來開啟內(nèi)存淘汰功能，至于這個(gè)值有什么意義，我們可以通過了解內(nèi)存淘汰的過程來理解它的意義：

1.      客戶端發(fā)起了需要申請(qǐng)更多內(nèi)存的命令（如set）。

2.      Redis檢查內(nèi)存使用情況，如果已使用的內(nèi)存大于maxmemory則開始根據(jù)用戶配置的不同淘汰策略來淘汰內(nèi)存（key），從而換取一定的內(nèi)存。

3.      如果上面都沒問題，則這個(gè)命令執(zhí)行成功。

maxmemory為0的時(shí)候表示我們對(duì)Redis的內(nèi)存使用沒有限制。

Redis提供了下面幾種淘汰策略供用戶選擇，其中默認(rèn)的策略為noeviction策略：

·         noeviction：當(dāng)內(nèi)存使用達(dá)到閾值的時(shí)候，所有引起申請(qǐng)內(nèi)存的命令會(huì)報(bào)錯(cuò)。

·         allkeys-lru：在主鍵空間中，優(yōu)先移除最近未使用的key。

·         volatile-lru：在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，優(yōu)先移除最近未使用的key。

·         allkeys-random：在主鍵空間中，隨機(jī)移除某個(gè)key。

·         volatile-random：在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，隨機(jī)移除某個(gè)key。

·         volatile-ttl：在設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間中，具有更早過期時(shí)間的key優(yōu)先移除。

這里補(bǔ)充一下主鍵空間和設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間，舉個(gè)例子，假設(shè)我們有一批鍵存儲(chǔ)在Redis中，則有那么一個(gè)哈希表用于存儲(chǔ)這批鍵及其值，如果這批鍵中有一部分設(shè)置了過期時(shí)間，那么這批鍵還會(huì)被存儲(chǔ)到另外一個(gè)哈希表中，這個(gè)哈希表中的值對(duì)應(yīng)的是鍵被設(shè)置的過期時(shí)間。設(shè)置了過期時(shí)間的鍵空間為主鍵空間的子集。

我們了解了Redis大概提供了這么幾種淘汰策略，那么如何選擇呢？淘汰策略的選擇可以通過下面的配置指定：

# maxmemory-policy noeviction

但是這個(gè)值填什么呢？為解決這個(gè)問題，我們需要了解我們的應(yīng)用請(qǐng)求對(duì)于Redis中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集的訪問方式以及我們的訴求是什么。同時(shí)Redis也支持Runtime修改淘汰策略，這使得我們不需要重啟Redis實(shí)例而實(shí)時(shí)的調(diào)整內(nèi)存淘汰策略。

下面看看幾種策略的適用場景：

·         allkeys-lru：如果我們的應(yīng)用對(duì)緩存的訪問符合冪律分布（也就是存在相對(duì)熱點(diǎn)數(shù)據(jù)），或者我們不太清楚我們應(yīng)用的緩存訪問分布狀況，我們可以選擇allkeys-lru策略。

·         allkeys-random：如果我們的應(yīng)用對(duì)于緩存key的訪問概率相等，則可以使用這個(gè)策略。

·         volatile-ttl：這種策略使得我們可以向Redis提示哪些key更適合被eviction。

另外，volatile-lru策略和volatile-random策略適合我們將一個(gè)Redis實(shí)例既應(yīng)用于緩存和又應(yīng)用于持久化存儲(chǔ)的時(shí)候，然而我們也可以通過使用兩個(gè)Redis實(shí)例來達(dá)到相同的效果，值得一提的是將key設(shè)置過期時(shí)間實(shí)際上會(huì)消耗更多的內(nèi)存，因此我們建議使用allkeys-lru策略從而更有效率的使用內(nèi)存。

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作者：黑馬程序員JavaEE培訓(xùn)學(xué)院
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