Redis 的内存淘汰策略详解

内存淘汰策略配置方式

要配置 Redis 的内存淘汰策略，可以通过修改 Redis 配置文件 redis.conf 或者在运行时通过命令行直接设置。以下是配置淘汰策略的两种方法：

方法 1：修改 redis.conf 配置文件

1. 找到并打开 Redis 的配置文件 redis.conf。这个文件通常位于 Redis 安装目录下。

2. 找到 maxmemory 和 maxmemory-policy 选项。默认情况下，这些选项可能被注释掉了（前面有 # 号）。去掉注释符号，然后根据需要修改它们的值。

   # 设置最大可用内存大小
   maxmemory 256mb
   
   # 设置内存淘汰策略
   maxmemory-policy allkeys-lru
   

   • maxmemory：指定 Redis 实例可使用的最大内存。可以使用绝对字节数（如 256000000）或简洁格式（如 256mb、1gb 等）。
   • maxmemory-policy：指定 Redis 使用的淘汰策略。可以设置为以下值：
     • noeviction
     • allkeys-lru
     • volatile-lru
     • allkeys-random
     • volatile-random
     • volatile-ttl
     • allkeys-lfu
     • volatile-lfu

3. 保存并关闭文件，然后重启 Redis 服务使配置生效。

方法 2：使用命令行在运行时配置

Redis 允许通过命令行在运行时进行配置更改，这些更改是临时的，重启 Redis 后会失效。如果要永久生效，请使用方法 1。

1. 通过 CONFIG SET 命令设置最大内存和淘汰策略：

   redis-cli CONFIG SET maxmemory 256mb
   redis-cli CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
   

   这样会立即应用新的内存限制和淘汰策略。
   

2. 检查设置是否成功：

   使用 CONFIG GET 命令查看当前配置：

   redis-cli CONFIG GET maxmemory
   redis-cli CONFIG GET maxmemory-policy
   

   输出应该显示你刚才设置的内存和策略值。
    

内存淘汰策略配置项

1. noeviction

• 描述：不进行任何数据淘汰。当内存达到限制时，任何新的写操作（包括插入和更新）都会报错，返回 (error) OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'。
• 适用场景：适合于对数据完整性要求高，不能丢失任何数据的场景。此策略适用于缓存非常重要的数据，且在达到内存上限时，可以接受应用报错。

2. allkeys-lru (Least Recently Used)

• 描述：从所有键中移除最近最少使用的键。
• 适用场景：适合做缓存系统，数据的使用频率遵循二八法则（即 20% 的数据被频繁使用，80% 的数据不常使用）。LRU 策略通过移除那些很久没有使用的键来为新数据腾出空间，保证频繁使用的数据得以保留。
• 优点：能够智能地清除过期或不常访问的数据，维护热点数据。
• 缺点：如果访问模式变化较大，可能会导致非热点数据被频繁移除和重新加载，影响性能。

3. volatile-lru

• 描述：从设置了过期时间的键中移除最近最少使用的键。
• 适用场景：适用于将 Redis 部分作为缓存使用，且只希望淘汰那些有过期时间的缓存数据，而保留永久存储的数据。
• 优点：只淘汰设置了过期时间的键，保护了永久存在的数据。
• 缺点：如果设置了过期时间的键很少，那么效果与 noeviction 相似，可能会导致内存耗尽时频繁报错。

4. allkeys-random

• 描述：从所有键中随机移除一个键。
• 适用场景：适合缓存数据时，对数据的使用频率没有明显的倾向性（即没有特别的热点数据）。
• 优点：实现简单，避免了复杂的淘汰策略计算。
• 缺点：可能会随机移除一些热点数据，不适合需要智能淘汰的数据场景。

5. volatile-random

• 描述：从设置了过期时间的键中随机移除一个键。
• 适用场景：类似于 volatile-lru，但在淘汰策略上更简单和粗糙。适合缓存数据但没有使用频率倾向的场景。
• 优点：简单易实现，适用于不关心具体被移除数据的场景。
• 缺点：可能移除一些仍有用的数据，不够智能。

6. volatile-ttl (Time to Live)

• 描述：从设置了过期时间的键中移除即将过期的键（优先移除 TTL 最短的键）。
• 适用场景：适用于缓存场景，并且希望首先淘汰即将过期的数据。
• 优点：尽量减少存储的无效数据，提高缓存的利用率。
• 缺点：如果设置了过期时间的键都很重要，仍然会导致重要数据的被移除。

7. volatile-lfu (Least Frequently Used)

• 描述：从设置了过期时间的键中移除最不常使用的键（即使用频率最低的键）。
• 适用场景：适合希望淘汰那些不常访问的数据的场景，但只在设置了过期时间的数据中进行淘汰。
• 优点：能较好地保留热点数据，只淘汰冷数据。
• 缺点：需要额外的内存和计算来维护访问频率计数。

8. allkeys-lfu

• 描述：从所有键中移除最不常使用的键。
• 适用场景：适合所有数据需要通过访问频率进行管理和淘汰的场景。
• 优点：相比 LRU 能更好地表示实际使用情况，因为 LFU 关注的是使用频率而不是时间。
• 缺点：实现复杂，需要额外的内存开销来记录访问频率。

选择策略的考量因素

选择 Redis 内存淘汰策略时需要考虑以下几个因素：

1. 数据类型和使用场景：根据数据是否有过期时间，是否重要，是否需要频繁访问来选择不同的策略。
2. 性能要求：一些策略如 LRU 和 LFU 需要维护额外的数据结构，会有一定的性能开销。
3. 内存分配：在内存有限的情况下，选择合适的策略能有效利用有限的内存资源，减少不必要的数据交换。