Redis删除策略、淘汰策略

• 概要
• 一、删除策略：
  • 1、惰性删除：
  • 2、定时删除：
  • 3、定期删除：
  • 4、惰性删除 + 定期删除：
• 二、淘汰策略：
  • 1、noeviction:
  • 2、volatile-*:
  • 3、allkeys-*:
  • 4、参数调优：

概要

redis删除策略、淘汰策略

删除策略主要为：

• 惰性删除(被动清理)
• 定时删除(纯理论)
• 定期删除(主动清理)
• 惰性删除 + 定期删除

淘汰策略主要有八种：

• 默认策略：不操作
• volatile-*：四种
• allkeys-*：三种

一、删除策略：

删除策略聚焦于到期键的主动/被动删除

1、惰性删除：

被动清理到期键

• 核心逻辑：仅在访问时发现键过期时进行删除，若键未过期，则返回值。
• 优点：只在必要时进行删除，避免无意义的扫描。
• 缺点：可能导致过期键长期存在，占用内存空间(比如一个键永远不会被访问，则该键永远不会被删除，引发内存泄漏)

2、定时删除：

• 核心逻辑：在设置过期时间时，同时设置一个timer，timer会在过期时间到达时，立即触发删除操作，将过期键从内存中移除。
• 优点：内存利用率极高，无过期键残留。
• 缺点：CPU开销极大，阻塞主线程。

纯理论的理想策略，redis并未采用。

不采用原因：redis核心是单线程，即使引入了IO多线程，主线程仍是单线程，定时器回调会阻塞。

3、定期删除：

主动清理到期键

• 核心逻辑：redis会启动一个周期性的定时任务(默认100ms执行一次)，每次在过期字典中随机抽样N个键(默认为20个)进行检查和删除。
• 执行流程：
  • ①从「过期字典」(保存所有带过期时间的键)中抽取N个键
  • ②遍历N个键，删除其中已过期的键
  • ③计算过期键占抽样键的比例，若 过期键/抽样键 > 25% ，则重复步骤①；
  • ④单次任务执行不超过 「时间上限」，默认为25ms，避免阻塞主线程。

4、惰性删除 + 定期删除：

redis实际采用 惰性删除 + 定期删除 的混合模式。

• 定期删除用于主动删除，惰性删除用于兜底。
• 若开启了持久化，过期键的处理还会结合持久化规则(如：RDB生成时跳过过期键，AOF重写时删除过期键)

二、淘汰策略：

淘汰策略聚焦于内存达到上限时的键的淘汰。

• 指定策略使用：如maxmemory-policy noeviction进行配置

补充说明：

• LRU并非严格实现，redis的LRU是近似LRU，默认抽取5个键选最久未使用的，通过maxmemory-samples参数进行配置，越大越接近严格LRU，但是CPU开销越大。
• LFU原理：基于访问频率淘汰，每个KEY维护一个计数器，访问时递增，随时间衰减，最终淘汰计时器最小的KEY，比LRU更适合高频访问保留的场景。
• 淘汰优先级：若volatiole-*策略中无过期键可以删除，则退化为noeviction策略(拒绝写操作)。
• maxmemory设置：默认为0，若不设置，redis不会触发淘汰机制，生产环境必须根据内存大小配置。

1、noeviction:

• 默认策略
• 核心逻辑：内存满时拒绝所有写操作，返回OOM错误

2、volatile-*:

• volatile-ttl:从设置了过期时间的KEY中，选择剩余时间最少的KEY
• volatile-lru:从设置了过期时间的KEY中，选择最久未使用的KEY
• volatile-lfu:从设置了过期时间的KEY中，选择使用频率最低的KEY
• volatile-random:从设置了过期时间的KEY中，随机选择一个KEY

3、allkeys-*:

• allkeys-lru:从所有KEY中，选择最久未使用的KEY
• allkeys-lfu:从所有KEY中，选择使用频率最低的KEY
• allkeys-random:从所有KEY中，随机选择一个KEY

4、参数调优：

• maxmemory：设置为内存上限的70%-80%，如内存16GB，设置maxmemory 12GB
• maxmemory-samples：通用场景设置为10；高精度场景设置为20~30；CPU敏感场景设置为5。
• maxmemory-policy：
  • 通用缓存：maxmemory-policy allkeys-lru，优先保留最近使用的KEY
  • 高频访问：maxmemory-policy allkeys-lfu，优先保留访问最多的KEY
  • 仅清理临时数据(如验证码)：maxmemory-policy volatile-lru，只淘汰带过期时间的KEY
  • 数据不可丢失(金融)：maxmemory-policy noeviction，拒绝写操作，需要配合集群/持久化+监控，内存满时需要人工扩容
  • 简单测试/低价值数据：maxmemory-policy volatile-random，实现简单，CPU开销最低(仅适合非核心场景)
• hz：默认值为10，即一秒执行10次，100ms执行一次，主线程定时任务执行频率，影响定期删除过期键和淘汰机制的执行及时性。
  • CPU敏感场景：保持默认。
  • 内存紧张/淘汰频繁：hz 20,设为20~50，提高定时任务频率。
  • 极端情况：hz 100，通常不会将hz设置＞100。
• dynamic-hz：默认为yes，开启。根据客户端连接数量自动调整后台任务执行频率，以配置的hz为基准动态调整。
• LFU专属调优参数：
  • lfu-log-factor：默认值为10，值越低计数器增长速度越快。
    • 高频访问场景：lfu-log-factor 5，设为1~5，高频键与低频键快速拉开差距。
    • 普通访问场景：lfu-log-factor 10，保持默认。
    • 低频访问场景：lfu-log-factor 20，计数器增长缓慢，避免偶尔访问的键被误判为高频。
  • lfu-decay-time：默认值为1分钟，代表1分钟没有访问则衰减。
    • 短期热点数据：lfu-decay-time 1，设为1~5，热点快速衰减，如直播弹幕。
    • 长期热点数据：lfu-decay-time 60，设为10~60，高频键长期保留，如商品详情。