摘要：但是內(nèi)存空間畢竟有限，隨著我們存儲數(shù)據(jù)的不斷增長，要緩存的數(shù)據(jù)量越來越大，當(dāng)超過了我們的內(nèi)存大小時，該怎么辦呢解決方法有兩種增加物理內(nèi)存搭建集群和緩存數(shù)據(jù)的淘汰機(jī)制。增加物理內(nèi)存簡單粗暴，價格十分昂貴，內(nèi)存的價格大約是萬元左右。

redis 使用的時內(nèi)存空間來存儲數(shù)據(jù)的，避免業(yè)務(wù)應(yīng)用從后端數(shù)據(jù)庫中讀取數(shù)據(jù)，可以提升應(yīng)用的響應(yīng)速度。但是內(nèi)存空間畢竟有限，隨著我們存儲數(shù)據(jù)的不斷增長，要緩存的數(shù)據(jù)量越來越大，當(dāng)超過了我們的內(nèi)存大小時，該怎么辦呢？

解決方法有兩種：增加物理內(nèi)存、搭建 Redis 集群和緩存數(shù)據(jù)的淘汰機(jī)制。增加物理內(nèi)存簡單粗暴，價格十分昂貴，1TB 內(nèi)存的價格大約是 4 萬元左右。所以我們選擇緩存數(shù)據(jù)的淘汰機(jī)制。使用簡單來說，數(shù)據(jù)淘汰機(jī)制包括兩步：第一，根據(jù)一定的策略，篩選出對應(yīng)用訪問來說"不重要"的數(shù)據(jù)；第二，將這些數(shù)據(jù)從緩存中刪除，為新來的數(shù)據(jù)騰出空間。

在 Redis 的配置文件redis.conf文件中，配置maxmemory的大小參數(shù)如下所示：

maxmemory 4gb
# 使用以下命令配置 maxmemory
CONFIG SET maxmemory 4gb

倘若實際的存儲中超出了 Redis 的配置參數(shù)的大小時，Redis 中有淘汰策略，把需要淘汰的 key 給淘汰掉，整理出干凈的一塊內(nèi)存給新的 key 值使用。

Redis 4.0 之前一共實現(xiàn)了 6 種內(nèi)存淘汰策略，在 4.0 之后，又增加了 2 種策略。我們可以按照是否會進(jìn)行數(shù)據(jù)淘汰把它們分成兩類：

• 不進(jìn)行數(shù)據(jù)淘汰的策略，只有 noeviction 這一種。

• 會進(jìn)行淘汰的 7 種其他策略。會進(jìn)行淘汰的 7 種策略，我們可以再進(jìn)一步根據(jù)淘汰候選數(shù)據(jù)集的范圍把它們分成兩類：

  • 在設(shè)置了過期時間的數(shù)據(jù)中進(jìn)行淘汰，包括 volatile-random、volatile-ttl、volatile-lru、volatile-lfu（Redis 4.0 后新增）四種。
  • 在所有數(shù)據(jù)范圍內(nèi)進(jìn)行淘汰，包括 allkeys-lru、allkeys-random、allkeys-lfu（Redis 4.0 后新增）三種。

• volatile-ttl：表示在設(shè)置可過期時間的鍵值對中，根據(jù)過期時間的先后進(jìn)行淘汰數(shù)據(jù)，越早被過期的數(shù)據(jù)，越先被淘汰。
• volatile-random：從名字可以看出來，就是在設(shè)置了過期時間的鍵值對中，隨機(jī)淘汰數(shù)據(jù)。
• volatile-lru：會根據(jù) lru 算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的淘汰
• allkeys-random：在全部的鍵值對數(shù)據(jù)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的隨機(jī)淘汰。
• allkeys-lru：在全部的鍵值對數(shù)據(jù)中，根據(jù) lru 算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的淘汰。
• allkeys-lfu：在全部的鍵值對數(shù)據(jù)中，根據(jù) lfu 算法進(jìn)行數(shù)據(jù)的淘汰。

默認(rèn)情況下，Redis 在使用的內(nèi)存空間超過 maxmemory 值時，并不會淘汰數(shù)據(jù)，也就是設(shè)定的 noeviction 策略。對應(yīng)到 Redis 緩存，也就是指，一旦緩存被寫滿了，再有寫請求來時，Redis 不再提供服務(wù)，而是直接返回錯誤。Redis 用作緩存時，實際的數(shù)據(jù)集通常都是大于緩存容量的，總會有新的數(shù)據(jù)要寫入緩存，這個策略本身不淘汰數(shù)據(jù)，也就不會騰出新的緩存空間，我們不把它用在 Redis 緩存中。

例如，我們使用 EXPIRE 命令對一批鍵值對設(shè)置了過期時間后，無論是這些鍵值對的過期時間是快到了，還是 Redis 的內(nèi)存使用量達(dá)到了 maxmemory 閾值，Redis 都會進(jìn)一步按照 volatile-ttl、volatile-random、volatile-lru、volatile-lfu 這四種策略的具體篩選規(guī)則進(jìn)行淘汰。

• volatile-ttl 在篩選時，會針對設(shè)置了過期時間的鍵值對，根據(jù)過期時間的先后進(jìn)行刪除，越早過期的越先被刪除。
• volatile-random 就像它的名稱一樣，在設(shè)置了過期時間的鍵值對中，進(jìn)行隨機(jī)刪除。
• volatile-lru 會使用 LRU 算法篩選設(shè)置了過期時間的鍵值對。
• volatile-lfu 會使用 LFU 算法選擇設(shè)置了過期時間的鍵值對。

可以看到，volatile-ttl 和 volatile-random 篩選規(guī)則比較簡單，而 volatile-lru 因為涉及了 LRU 算法，所以我會在分析 allkeys-lru 策略時再詳細(xì)解釋。volatile-lfu 使用了 LFU 算法，我會在第 26 講中具體解釋，現(xiàn)在你只需要知道，它是在 LRU 算法的基礎(chǔ)上，同時考慮了數(shù)據(jù)的訪問時效性和數(shù)據(jù)的訪問次數(shù)，可以看作是對淘汰策略的優(yōu)化。

相對于 volatile-ttl、volatile-random、volatile-lru、volatile-lfu 這四種策略淘汰的是設(shè)置了過期時間的數(shù)據(jù)，allkeys-lru、allkeys-random、allkeys-lfu 這三種淘汰策略的備選淘汰數(shù)據(jù)范圍，就擴(kuò)大到了所有鍵值對，無論這些鍵值對是否設(shè)置了過期時間。它們篩選數(shù)據(jù)進(jìn)行淘汰的規(guī)則是：

• allkeys-random 策略，從所有鍵值對中隨機(jī)選擇并刪除數(shù)據(jù)；
• allkeys-lru 策略，使用 LRU 算法在所有數(shù)據(jù)中進(jìn)行篩選。
• allkeys-lfu 策略，使用 LFU 算法在所有數(shù)據(jù)中進(jìn)行篩選。

這也就是說，如果一個鍵值對被刪除策略選中了，即使它的過期時間還沒到，也需要被刪除。當(dāng)然，如果它的過期時間到了但未被策略選中，同樣也會被刪除。