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Nreal
2023-11-15
目录

缓存篇

Redis之所以性能强,最主要的原因就是基于内存存储。然而单节点的Redis其内存大小不宜过大,会影响持久化或主从同步性能。 可以通过修改配置文件来设置Redis的最大内存:

maxmemory 1gb
1

# 过期策略

【1】Redis是如何知道一个key是否过期呢?

利用两个Dict分别记录key-value对及key-ttl对:Redis本身是一个典型的key-value内存存储数据库,因此所有的key、value都保存在之前学习过的Dict结构中。不过在其database结构体中,有两个Dict:一个用来记录key-value;另一个用来记录key-TTL。


【2】是不是TTL到期就立即删除了呢?

  • 惰性删除:不是在TTL到期后就立刻删除,而是在访问一个key的时候,检查该key的存活时间,如果已经过期才执行删除。

  • 周期删除:通过一个定时任务,周期性的抽样部分过期的key,然后执行删除。执行周期有两种:

    1. Redis服务初始化函数initServer()中设置定时任务,按照server.hz的频率来执行过期key清理,模式为SLOW
    2. Redis的每个事件循环前会调用beforeSleep()函数,执行过期key清理,模式为FAST

    SLOW模式规则:

    • 执行频率受server.hz影响,默认为10,即每秒执行10次,每个执行周期100ms。
    • 执行清理耗时不超过一次执行周期的25%.默认slow模式耗时不超过25ms
    • 逐个遍历db,逐个遍历db中的bucket,抽取20个key判断是否过期
    • 如果没达到时间上限(25ms)并且过期key比例大于10%,再进行一次抽样,否则结束

    FAST模式规则(过期key比例小于10%不执行 ):

    • 执行频率受beforeSleep()调用频率影响,但两次FAST模式间隔不低于2ms
    • 执行清理耗时不超过1ms
    • 逐个遍历db,逐个遍历db中的bucket,抽取20个key判断是否过期 如果没达到时间上限(1ms)并且过期key比例大于10%,再进行一次抽样,否则结束

# 内存淘汰策略

当Redis内存使用达到设置的上限时,主动挑选部分key删除以释放更多内存的流程。

Redis支持8种不同策略来选择要删除的key:

  • noeviction: 不淘汰任何key,但是内存满时不允许写入新数据,默认就是这种策略。
  • volatile-ttl: 对设置了TTL的key,比较key的剩余TTL值,TTL越小越先被淘汰
  • allkeys-random:对全体key ,随机进行淘汰。也就是直接从db->dict中随机挑选
  • volatile-random:对设置了TTL的key ,随机进行淘汰。也就是从db->expires中随机挑选。
  • allkeys-lru: 对全体key,基于LRU算法进行淘汰
  • volatile-lru: 对设置了TTL的key,基于LRU算法进行淘汰
  • allkeys-lfu: 对全体key,基于LFU算法进行淘汰
  • volatile-lfu: 对设置了TTL的key,基于LFI算法进行淘汰
  • LRU(Least Recently Used),最少最近使用。用当前时间减去最后一次访问时间,这个值越大则淘汰优先级越高。
  • LFU(Least Frequently Used),最少频率使用。会统计每个key的访问频率,值越小淘汰优先级越高。高16位以每分钟为单位记录最近一次访问时间,低8位记录逻辑访问次数

LFU的访问次数之所以叫做逻辑访问次数,是因为并不是每次key被访问都计数,而是通过运算:

  • 生成0~1之间的随机数R
  • 计算 (旧次数 * lfu_log_factor + 1),记录为P
  • 如果 R < P ,则计数器 + 1,且最大不超过255
  • 访问次数会随时间衰减,距离上一次访问时间每隔 lfu_decay_time 分钟,计数器 -1

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