说明:Redis作为非关系型数据库,在应用开发过程中,是十分重要的缓存技术,面试中会经常遇到相关的面试题。
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前言:本篇文章会分别着重从定时删除,惰性删除,定期删除三个方向详细介绍Redis的数据删除策略。
一、什么是Redis
redis是一个开源的、使用C语言编写的、支持网络交互的、可基于内存也可持久化的Key-Value数据库。
再来跟大家分享一下Redis的爸爸真容:
二、Redis的删除策略
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,立即执行key的删除操作
优点:节约内存,到时就删除,立即释放不必要的内存占用
缺点:CPU压力较大,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(时间换空间),适用于小内存,强CPU场景
2.惰性删除
数据到达过期时间,先不做处理。等下次访问该数据时,发现数据已过期,删除,给客户端返回不存在。只要是调用操作数据的指令,都会先执行expireIfNeeded()
优点:节约CPU性能,发现不得不删除的时候才删除
缺点:内存空间压力很大,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 (空间换时间),适用于大内存,弱CPU场景
3.定期删除
- 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。
三、逐出算法
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。
四、Redis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 |