前言
Redis的常用删除策略
一、过期数据
Redis是一种内存级数据库,所有数据均存放在内存中,内存中的数据可以通过TTL指令获取其状态
- XX :具有时效性的数据
- -1 :永久有效的数据
- -2 :已经过期的数据或被删除的数据或未定义的数据
注:过期数据并不是真的被删除了
二、数据删除策略
数据删除策略的目标: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性能的下降,甚至引发服务器宕机或内存泄露。
1. 定时删除
2. 惰性删除
3. 定期删除
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,由定时器任务立即执行对键的删除操作
- 优点:节约内存,到时就删除,快速释放掉不必要的内存占用
- 缺点:CPU压力很大,无论CPU此时负载量多高,均占用CPU,会影响redis服务器响应时间和指令吞吐量
- 总结:用处理器性能换取存储空间(拿时间换空间)
2.2惰性删除
- 数据到达过期时间,不做处理。等下次访问该数据时
- 如果未过期,返回数据
- 发现已过期,删除,返回不存在
- 优点:节约CPU性能,发现必须删除的时候才删除
- 缺点:内存压力很大,出现长期占用内存的数据
- 总结:用存储空间换取处理器性能(拿空间换时间)
2.3 定期删除
我们可以发现定时删除和惰性删除方案都走了极端,会舍弃一个空间或者时间,那么有没有折中的方案呢?有,那就是定期删除
定期删除逻辑
- Redis启动服务器初始化时,读取配置server.hz的值,默认为10
- 每秒钟执行server.hz次serverCron()中的方法—databasesCron()—activeExpireCycle()
- activeExpireCycle()对每个expires[]逐一进行检测,每次执行250ms/server.hz
对某个expires[]检测时,随机挑选W个key检测
- 如果key超时,删除key
- 如果一轮中删除的key的数量>W * 25%,循环该过程
- 如果一轮中删除的key的数量≤W * 25%,检查下一个expires[],0-15循环
- 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
Redis存储空间图:
定期删除:周期性轮询redis库中的时效性数据,采用随机抽取的策略,利用过期数据占比的方式控制删除频度
- 优点1:CPU性能占用设置有峰值,检测频度可自定义设置
- 优点2:内存压力不是很大,长期占用内存的冷数据会被持续清理
- 总结:周期性抽查存储空间 (随机抽查,重点抽查)
2.4 删除策略比对
删除策略 | 优点 | 缺点 | 核心思想 |
---|---|---|---|
定时删除 | 节约内存,不占用 | 不分时段占用CPU资源,频度高 | 拿时间换空间 |
惰性删除 | 延时执行,CPU利用率高 | 内存占用严重 | 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,不太耗费CPU资源 | 无明显缺点 | 随机抽查,重点抽查 |
三、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()方法检测内存是否充足。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,将出现错误信息抛出异常:(error) OOM command not allowed when used memory >'maxmemory。
3.1影响数据逐出的相关配置
-
maxmemory最大可使用内存:
占用物理内存的比例,默认值为0,表示不限制,生产环境中根据需求设定,通常设置在50%以上。 -
maxmemory-samples每次选取待删除数据的个数:
选取数据时并不会全库扫描,导致严重的性能消耗,降低读写性能。因此采用随机获取数据的方式作为待检测删除数据 -
maxmemory-policy删除策略:
检测易失数据(可能会过期的数据集server.db[i].expires )- ① volatile-lru:挑选最近最少使用的数据淘汰
- ② volatile-lfu:挑选最近使用次数最少的数据淘汰
- ③ volatile-ttl:挑选将要过期的数据淘汰
- ④ volatile-random:任意选择数据淘汰
检测全库数据(所有数据集server.db[i].dict )
- ⑤ allkeys-lru:挑选最近最少使用的数据淘汰
- ⑥ allkeys-lfu:挑选最近使用次数最少的数据淘汰
- ⑦ allkeys-random:任意选择数据淘汰
放弃数据驱逐
- ⑧ no-enviction(驱逐):禁止驱逐数据(redis4.0中默认策略),会引发错误OOM(Out OfMemory)达到最大内存后的,对被挑选出来的数据进行删除的策略
LRU和LFU区别图解:
总结
以上就是Redis的各种删除策略。