一步一步网站建设教程,wordpress特效插件,南漳网页设计,网站开发工程师分析六、Redis过期键值删除
6.1 Redis的过期键值删除策略
6.1.1 什么是过期键值删除#xff1f;
Redis中是可以对key设置过期时间的#xff0c;所以需要有相应的机制将已过期的键值对删除#xff0c;也就是**过期键值删除策略。Redis会用一个过期字典#xff08;expires dic…六、Redis过期键值删除
6.1 Redis的过期键值删除策略
6.1.1 什么是过期键值删除
Redis中是可以对key设置过期时间的所以需要有相应的机制将已过期的键值对删除也就是**过期键值删除策略。Redis会用一个过期字典expires dict**来存储有过期时间的所有key。当查询一个key时Redis会首先会检查这个key是否存在于过期字典中
不存在则正常读取键值存在那需要首先获取这个key的过期时间如果已经过期则不会获得值
至于具体去删除这个过期的keyRedis采用了「惰性删除定期删除」两种策略配合使用。
6.1.2 什么是惰性删除策略
惰性删除策略不主动删除过期键每当从数据库访问key时如果检测到这个key过期了则删除这个key。
优点只有在访问时才会检测消耗很少的系统资源对CPU时间友好。
缺点如果一个过期的key一直没有被访问那么会始终最早数据库内造成内存空间浪费对内存不友好。
6.1.3 什么是定期删除策略
定期删除策略每隔一段时间**「随机」从过期字典中取出一定数量的 key 进行检查并删除其中的过期key。**
具体流程
从过期字典中随机选取20个key检查这20个key是否过期删除已过期的key如果本轮检查的「已过期 key 的数量」占比「随机抽取 key 的数量」大于 25%则继续重复步骤 1否则停止本次删除流程。 可以看到定期删除是一个循环的流程。那 Redis 为了保证定期删除不会出现循环过度导致线程卡死现象为此增加了定期删除循环流程的时间上限默认不会超过 25ms。 优点可以限制删除执行的时长和频率能够同时减少对CPU的影响和减少空间占用
缺点难以确定删除操作执行的时长和频率执行的太频繁对CPU不友好执行的太少对内存不友好。
可以看到惰性删除策略和定期删除策略都有各自的优点所以 Redis 选择「惰性删除定期删除」这两种策略配和使用以求在合理使用 CPU 时间和避免内存浪费之间取得平衡。
6.2 Redis持久化时对过期键是如何处理的
6.2.1 AOF日志
AOF写入阶段当Redis以AOF模式持久化时如果数据库内某个键值过期还没有删除AOF仍然会保留此键值等过期键值被删除后Redis会向AOF文件追加一条DEL命令来显式地删除该键值。AOF重写阶段Redis执行AOF重写时会对键值进行检查过期的键值不再写入重写后的AOF文件中。
6.2.2 RDB快照 RDB文件生成阶段将内存中的数据持久化为RDB文件时会对key进行过期检查过期的键值不会保存到RDB文件中。 RDB文件加载阶段RDB加载阶段需要看服务器是主服务器还是从服务器 主服务器在载入 RDB 文件时会对文件中保存的key进行检查过期键「不会」被载入到数据库中。从服务器不进行过期检查不论key是否过期键值都会被载入到数据库中。 因为从服务器每次通过RDB数据同步时从服务器都清空本身的所有数据安装RDB文件的所以下次就会删掉了可以不用单独消耗时间来检查。
6.3 Redis主从模式中对过期键是如何处理的
Redis运行在主从模式下时从服务器不会主动去处理过期键。即使从库中的 key 过期了如果有客户端访问从库时依然可以得到 key 对应的值像未过期的键值对一样返回。
从服务器对过期键的处理依赖于主服务器当主服务器删除某个过期键时在AOF文件中增加一条命令。同步到所有的从服务器中从服务器执行相应的命令来删除过期键值。
七、Redis内存淘汰
7.1 Redis运行在内存中若Redis的内存满了会发生什么
Redis的运行内存如果达到了某个阈值会触发**内存淘汰机制**这个内存就是用户设置的最大运行内存。Redis提供了多种内存淘汰策略根据不同的策略来将部分内进行淘汰。
7.2 Redis有哪些内存淘汰策略
Redis 内存淘汰策略共有八种这八种策略大体分为**「不进行数据淘汰」和「进行数据淘汰」**两类策略。
7.2.1 不进行内存淘汰
noevictionRedis3.0之后默认的内存淘汰策略 它表示当运行内存超过最大设置内存时不淘汰任何数据而是不再提供服务直接返回错误。
7.2.2 进行内存淘汰
针对「进行数据淘汰」这一类策略又可以细分为**「在设置了过期时间的数据中进行淘汰」和「在所有数据范围内进行淘汰**」这两类策略。
在设置了过期时间的数据中进行淘汰 volatile-random随机淘汰设置了过期时间的任意键值volatile-lru淘汰所有设置了过期时间的键值中最久未使用的键值volatile-lfu淘汰所有设置了过期时间的键值中最少使用的键值 在所有数据范围内进行淘汰 allkeys-random随机淘汰任意键值;allkeys-lru淘汰整个键值中最久未使用的键值allkeys-lfu淘汰整个键值中最少使用的键值
7.2.3 LRU算法最近最少使用淘汰策略
传统 LRU 算法的实现是基于「链表」结构链表中的元素按照操作顺序从前往后排列最新操作的键会被移动到表头当需要内存淘汰时只需要删除链表尾部的元素即可因为链表尾部的元素就代表最久未被使用的元素。
Redis 并没有使用这样的方式实现 LRU 算法因为传统的 LRU 算法存在两个问题
需要用链表管理所有的缓存数据这会带来额外的空间开销当有数据被访问时需要在链表上把该数据移动到头端如果有大量数据被访问就会带来很多链表移动操作会很耗时进而会降低 Redis 缓存性能。 Redis实现LRU算法的方式 Redis 实现的是一种近似 LRU 算法目的是为了更好的节约内存它的**实现方式是在 Redis 的对象结构体中添加一个额外的字段用于记录此数据的最后一次访问时间**。
当 Redis 进行内存淘汰时会使用**随机采样的方式来淘汰数据它是随机取 5 个值此值可配置然后淘汰最久没有使用的那个**。
但是 LRU 算法有一个问题无法解决缓存污染问题比如应用一次读取了大量的数据而这些数据只会被读取这一次那么这些数据会留存在 Redis 缓存中很长一段时间造成缓存污染
7.2.4 LFU算法最近最不常用淘汰策略
LFU 算法会记录每个数据的访问次数。当一个数据被再次访问时就会增加该数据的访问次数。这样就解决了偶尔被访问一次之后数据留存在缓存中很长一段时间的问题相比于 LRU 算法也更合理一些。 Redis实现LFU算法的方式 LFU 算法相比于 LRU 算法的实现多记录了**「数据的访问频次」**的信息。
typedef struct redisObject {...// 24 bits用于记录对象的访问信息在LRU中只是记录访问时间LFU中高位16bit记录访问时间 低位8bit记录访问频次unsigned lru:24; ...
} robj;在 LFU 算法中Redis对象头的 24 bits 的 lru 字段被分成两段来存储高 16bit 存储 ldt(Last Decrement Time)用来记录 key 的访问时间戳低 8bit 存储 logc(Logistic Counter)用来记录 key 的访问频次。 资料参考
内容大多参考自自图解Redis介绍 | 小林coding (xiaolincoding.com)
