深入了解Redis(5)-內存回收
- 2020 年 9 月 23 日
- 筆記
了解redis內存回收之前，需要先了解過期鍵刪除策略。
過期鍵刪除策略
1.定時刪除
在設置鍵的過期時間的同時，創建一個timer，在定時器在鍵的過期時間到達時，立即執行對鍵的刪除操作。內存友好型策略，一旦鍵過期，就會被刪除，並釋放所佔用的內存，Cpu 不友好，當一批數量比較多的鍵過期時，正好遇上Cpu 緊張的時段，這時候需要的是Cpu處理能力，而不是內存。另外當前 Redis 時間事件（無序鏈表O(N)）無法高效處理大量時間事件，所以定時刪除並不是一種好的定時刪除策略。
2.惰性刪除
不管過期的鍵，在這種策略下，當鍵在鍵空間中被取出時，首先檢查取出的鍵是否過期，若過期刪除該鍵，否則，返回該鍵。很明顯，惰性刪除依賴過期鍵的被動訪問，對於內存不友好，如果
一些鍵長期沒有被訪問，會造成內存泄露。redis非常依賴內存，所以這也不是一個很好的策略。
3.定期刪除
每隔一段時間，程序就對數據庫進行一次檢查，刪除裏面的過期鍵。至於要刪除多少過期鍵，以及要檢查多少個數據庫， 則由算法決定。
目前redis採用的是定期刪除+惰性刪除策略。定期刪除，redis默認每個100ms檢查，是否有過期的key,有過期key則刪除。需要說明的是，redis不是每個100ms將所有的key檢查一次，而是隨機抽取進行檢查(如果每隔100ms,全部key進行檢查，redis豈不是卡死)。因此，如果只採用定期刪除策略，會導致很多key到時間沒有刪除。
於是，惰性刪除派上用場。也就是說在你獲取某個key的時候，redis會檢查一下，這個key如果設置了過期時間那麼是否過期了？如果過期了此時就會刪除。但是存在一種情況如果定期刪除沒刪除key。然後你也沒即時去請求key，也就是說惰性刪除也沒生效。這樣，redis的內存會越來越高。那麼就應該採用內存淘汰機制。
內存淘汰策略
| 名稱 | 描述 |
|---|---|
| volatile-lru | 從已設置過期時間的數據集中挑選最近最少使用的數據淘汰 |
| volatile-lfu | 從已設置過期時間的數據集中挑選最不經常使用的數據淘汰 |
| volatile-ttl | 從已設置過期時間的數據集中挑選將要過期的數據淘汰 |
| volatile-random | 從已設置過期時間的數據集中挑選任意數據淘汰 |
| allkeys-lru | 當內存不足寫入新數據時淘汰最近最少使用的Key |
| allkeys-random | 當內存不足寫入新數據時隨機選擇key淘汰 |
| allkeys-lfu | 當內存不足寫入新數據時移除最不經常使用的Key |
| no-eviction | 當內存不足寫入新數據時，寫入操作會報錯，同時不刪除數據 |
- volatile為前綴的策略都是從已過期的數據集中進行淘汰。
- allkeys為前綴的策略都是面向所有key進行淘汰。
- LRU（least recently used）最近最少用到的。
- LFU（Least Frequently Used）最不常用的。
- 它們的觸發條件都是Redis使用的內存達到閾值時。
因為 C 語言並不具備自動的內存回收功能， 所以 Redis 在自己的對象系統中構建了一個引用計數技術實現的內存回收機制， 通過這一機制， 程序可以通過跟蹤對象的引用計數信息， 在適當的時候自動釋放對象並進行內存回收。
typedef struct redisObject { // ... // 引用計數 int refcount; // ... } robj;
對象的引用計數信息會隨着對象的使用狀態而不斷變化：
- 在創建一個新對象時， 引用計數的值會被初始化為
1； - 當對象被一個新程序使用時， 它的引用計數值會被增一；
- 當對象不再被一個程序使用時， 它的引用計數值會被減一；
- 當對象的引用計數值變為
0時， 對象所佔用的內存會被釋放。
