20201211-Redis内存淘汰策略

前言

MySQL 中有 1TB 的数据,如果我们使用 Redis 把这 1TB 的数据都缓存起来,但是实际业务场景数据访问都是有局部性的,也就是我们通常所说的“八二原理”,80% 的请求实际只访问了 20% 的数据。
为了保证较高的性价比,缓存的空间容量必然要小于后端数据库的数据总量。不过内存
大小毕竟有限,随着要缓存的数据量越来越大,有限的缓存空间不可避免地会被写满的风险。

Redis缓存数据淘汰分类

内存淘汰策略.png

noeviction:当内存使用超过配置的时候会返回错误,不会驱逐任何键

volatile-ttl:从配置了过期时间的键中驱逐马上就要过期的键
volatile-random:加入键的时候如果过限,从过期键的集合中随机驱逐
volatile-lru:加入键的时候如果过限,首先从设置了过期时间的键集合中驱逐最久没有使用的键
volatile-lfu:从所有配置了过期时间的键中驱逐使用频率最少的键

allkeys-random 策略,从所有键值对中随机选择并删除数据
allkeys-lru 策略,使用 LRU 算法在所有数据中进行筛选
allkeys-lfu 策略,使用 LFU 算法在所有数据中进行筛选

volatile-lru 和 allkeys-lru 策略都用到的算法

如果现在有数据 6、3、9、20、5
有一个新数据 15 要被写入缓存,但此时已经没有缓存空间了,也就是链表没有空余位 置了,那么,LRU 算法做两件事:
1.数据 15 是刚被访问的,所以它会被放到 MRU 端;

  1. 算法把 LRU 端的数据 5 从缓存中删除,相应的链表中就没有数据 5 的记录了
    其实,LRU 算法背后的想法非常朴素:它认为刚刚被访问的数据,肯定还会被再次访问, 所以就把它放在 MRU 端;长久不访问的数据,肯定就不会再被访问了,所以就让它逐渐 后移到 LRU 端,在缓存满时,就优先删除它。
    LRU 算法在实际实现时,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。而且当有数据被访问时,需要在链表上把该数据移动到 MRU 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 默认会记录每个数据的最近一次访问的时间戳(由键值对数据结构 RedisObject 中的 lru 字段记录)。然后,Redis 在决定淘汰的数据时,第一次会随机选出 N 个数据,把它们作为一个候选集合。接下来Redis 会比较这 N 个数据的 lru 字段,把 lru 字段值最小的数据从缓存中淘汰出去。
    Redis 提供了一个配置参数 maxmemory-samples,这个参数就是 Redis 选出的数据个数 N。

内存淘汰策略建议

优先使用 allkeys-lru 策略。这样可以充分利用 LRU 这一经典缓存算法的优势,把最近最常访问的数据留在缓存中,提升应用的访问性能。如果你的业务数据中有明显的冷热数据区分,我建议你使用 allkeys-lru 策略。
如果业务应用中的数据访问频率相差不大,没有明显的冷热数据区分,建议使用 allkeys-random 策略,随机选择淘汰的数据就行。
如果你的业务中有置顶的需求,比如置顶新闻、置顶视频,那么,可以使用 volatile-lru策略,同时不给这些置顶数据设置过期时间。这样一来,这些需要置顶的数据一直不会被删除,而其他数据会在过期时根据 LRU 规则进行筛选。

获取redis实例内存最大使用值

config get maxmemory

获取redis内存淘汰机制配置

config get maxmemory-policy
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