深入浅出Redis（三）：Redis数据的存储、删除以及淘汰

引言

Redis是一款基于键值对的数据结构存储系统，它的特点是基于内存操作、单线程处理命令、IO多路复用模型处理网络请求、键值对存储与简单丰富的数据结构等等

本篇文章不像以往文章围绕Redis某个特点来讲解，而是作为过渡介绍，来说一说Redis是如何存储数据、如何删除数据和如何淘汰数据

存储数据

使用dict字典对Key、Value进行存储，Key总是字符串对象，Value可以是其他对象

键对象可以被设置过期时间，需要注意的是只能对键对象设置过期时间，不能对值对象设置过期时间，如果键对应的值对象为集合类型过期时间到达，集合内的所有元素都过期

使用expires字典存储键以及键对应的过期时间戳，Key为键对象地址（复用），Value为到期时间的毫秒时间戳

删除数据

当Redis中的数据发生过期时，不一定立马去删除，而是根据不同的删除策略有不同的删除时机

删除策略有三种分别是：定时删除、惰性删除、定期删除

定时删除是使用计时器，到达过期时间就立马去删除数据；如果当前CPU比较忙，还要去删除比较大的数据时就可能发生阻塞，影响用户，但是带来的好处是过期数据立马被删除，不会占用空间，是一种时间换空间的删除策略

惰性删除是当数据过期时不会立马删除，而是读写命令操作数据前检查这个键Key是否过期，如果过期就顺便删除；当数据过期并不立即删除，等到后续操作数据时先检查再删除，期间数据占用空间但无作用，如果不再操作数据可能导致数据永久不删除，是一种空间换时间的删除策略

定期删除是每秒使用可指定的固定的CPU资源来遍历库并随机挑选库中过期字典上的多个Key检查是否过期，过期则删除；如果过期比例较大则还会再该库中进行随机挑选，否则去下一个库中随机挑选检查删除，可指定使用CPU资源不影响用户，也不会存在内存泄漏，是一种折中方案

Redis中默认使用惰性删除和定期删除的策略，使用空间换时间的方式不引起阻塞，惰性删除中不操作过期数据的场景还是较小的，即使不操作过期数据还有定期删除兜底随机删除数据，最终不会引发内存泄漏

淘汰数据

当数据快占满空间时，会使用淘汰策略来将数据淘汰，否则空间占满会影响Redis的可用性

每次加入数据会先判断内存是否足够，当内存不足时，使用淘汰算法临时删除数据；如果删除一个数据空间还不够会多次使用淘汰算法，直到满足此次操作需要的空间，如果选择的淘汰算法是不临时删除数据，就直接抛出OOM错误（默认）

可以在配置文件中配置淘汰策略算法

 # 最大配置内存容量maxmemory 2g# 使用逐出算法时要删除数据个数(过小会多次执行逐出算法,过大会阻塞很久)maxmemory-samples maxmemory-policy noeviction #逐出算法的策略#noeviction 永不过期，返回错误#volatile-lfu 挑选expires区数据用lfu算法淘汰#volatile-lru 挑选expires区的数据使用LRU淘汰#volatile-random 挑选expires区的数据随机淘汰#volatile-ttl 挑选expires区要过期的数据淘汰#allkeys-random：挑选全局数据随机删除#allkeys-lfu 挑选全局数据用lfu算法淘汰#allkeys-lru 挑选全局数据用lru算法淘汰

淘汰策略前缀使用volatile表示在expires字典中选择数据删除，前缀使用allkeys表示在全局下选择数据删除

大部分场景下，使用淘汰策略时应该优先保留命中率高的数据，而临时删除命中率较低的数据

LFU算法是淘汰最近最少使用次数的数据，期间需要记录数据被使用的次数

LRU算法是淘汰最近最久未使用的数据，常用队列维护，使用到数据就将数据放到队头，队尾数据就是最近最久未使用的数据（要淘汰的数据）