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Redis删除策略的三种方法及逐出算法

来源:脚本之家

时间:2022-12-31 10:56:56 162浏览 收藏

对于一个数据库开发者来说,牢固扎实的基础是十分重要的,golang学习网就来带大家一点点的掌握基础知识点。今天本篇文章带大家了解《Redis删除策略的三种方法及逐出算法》,主要介绍了算法、策略、Redis删除、逐出,希望对大家的知识积累有所帮助,快点收藏起来吧,否则需要时就找不到了!

一、前言

在文章开始之前,我先问大家一个问题:当我们使用指令:expire key second给一个key设置过期时间,过期时间一到,这个key对应的过期数据真的被服务器立即删除了吗?答案是并不会立即删除。知道了这个答案,就来看看Redis中如何处理过期的数据。

二、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,有三种状态: 

指令结果状态
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

三、时效性数据储存结构

当我们用指令设置过期数据后,数据对应的地址会放在expires空间中,存储方式是哈希,存储的value是过期时间。

四、数据删除策略

数据删除策略目标: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

  • 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

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,会调用expireIfNeeded()函数来判断该数据是否过期: 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

3、定期删除

流程分析:

  • Redis服务器启动初始化时,读取配置server.hz的值,默认为10
  • 然后每秒钟执行10次serverCron()方法,该方法用来检测服务器
  • serverCron()方法又会调用databasesCron()方法,该方法是用来遍历数据库的,redis默认有16个数据库,从第一个数据库开始
  • databasesCron()方法又会调用activeExpireCycle()方法,该方法会对每一个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
  • 如果检测到key超时,则删除key;如果一轮中删除的key的数量>W25%,循环该过程;如果一轮中删除的key的数量≤W25%,检查下一个expires[*],0-15循环。其中W取值=ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP属性值
  • 如果activeExpireCycle()执行时间到期,下次从current_db继续向下执行
  • 参数current_db用于记录activeExpireCycle() 进入哪个expires[*] 执行

  • 总结: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
  • 内存压力不是很大,长期占用内存的冷数据会被持续清理

五、删除策略对比

定时删除节约内存,无占用不分时段占用CPU资源,频度高拿时间换空间
惰性删除内存占用严重延时执行,CPU利用率高拿空间换时间
定期删除内存定期随机清理每秒花费固定的CPU资源维护内存随机抽查,重点抽查

六、逐出算法

1、概念引入

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。

2、八种配置

检测易失数据(可能会过期的数据集server.db[i].expires

volatile-lru挑选最近最少使用的数据淘汰
volatile-lfu挑选最近使用次数最少的数据淘汰
volatile-ttl挑选将要过期的数据淘汰
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

allkeys-lru挑选最近最少使用的数据淘汰
allkeys-lfu挑选最近使用次数最少的数据淘汰
allkeys-random任意选择数据淘汰

放弃数据驱逐:

no-enviction禁止驱逐数据(redis4.0中默认策略)

好了,本文到此结束,带大家了解了《Redis删除策略的三种方法及逐出算法》,希望本文对你有所帮助!关注golang学习网公众号,给大家分享更多数据库知识!

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