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  • redis删除策略和逐出算法

    Redis中的数据特征:

      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

      数据删除策略:

        1. 定时删除
        2. 惰性删除
        3. 定期删除

      时效性数据的存储结构:

        

       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
      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)

      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)
      定期删除:
        前面两种方案都走极端,有没有折中方案?

        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

        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(redis一共16个数据库)
          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

        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
        特点1:CPU性能占用设置有峰值,检测频度可自定义设置
        特点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)
      

      redis内部惰性删除和定期删除都有使用

    逐出算法:

      新数据进入检测

        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()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。

          

      影响数据逐出的相关配置(在配置文件中配置)

        最大可使用内存  maxmemory

          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。

        每次选取待删除数据的个数  maxmemory-samples

          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

        删除策略(和上面讲的对过期数据的删除策略没有任何关系)  maxmemory-policy volatile-lru 建议设成此值

          达到最大内存后的,对被挑选出来的数据进行删除的策略

        

        

      数据逐出策略配置依据

        使用info命令输出监控信息,查询缓存 hit(key空间命中次数) 和 miss(key空间丢失次数) 的次数,根据业务需求调优Redis配置

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