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前言

本文对Redis Rdb和Aof 的持久化，及过期key 和内存淘汰进行介绍，重点对面试的问题进行介绍，祝愿每位程序员都能上岸！！！

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一、你知道Redis 数据是怎么持久化的

 我们知道在使用Redis 时数据都被存在内存中，要想保证数据不丢失，Redis 内存中的数据，是怎么被持久化到磁盘的；

1.1 Redis 持久化的方式Rdb：

RDB全称Redis Database Backup file(Redis数据备份文件)，也被叫做Redis数据快照。简单来说就是把内存中的所有数据都记录到磁盘中。当Redis实例故障重启后，从磁盘读取快照文件，恢复数据.

1.1.1 主动备份save 命令：

可以通过save 命令，复制一个进程出来进行 数据的保存，可以在redis.conf 配置bgsave命令被触发的条件

1.1.2 Redis 中使用bgsave 进行Rdb 的持久化 ：

redis bgsave 是 Redis 数据库中的一个命令，用于在后台异步地保存当前数据库的数据到一个磁盘文件（通常称为 RDB 持久化文件）。这样做的主要目的是为了在服务器发生意外故障时，可以从该备份文件中恢复数据。

bgsave 的过程：主进程阻塞式的fork（克隆） 一个子进程，然后复制主进程下的页表，因为页表保存了虚拟地址到物理地址的映射关系，这样子进程也知道了主进程的数据；
此时内存中的数据只能运行读操作；
如果主进程此时发生了数据写，则采用copy-on-write ，将内存中的数据拷贝一份进行写操作，从而不影响之前内存的数据；

1.2 Redis 持久化的方式Aof：

1.2.1 使用AOF 模式进行数据存储：

AOF全称为Append Only File(追加文件)。Redis处理的每一个写命令都会记录在AOF文件，可以看做是命令日志文件。

Aof 默认是关闭的可以通过修改配置参数进行启用

1.2.2 命令重写：

因为是记录命令，AOF文件会比RDB文件大的多。而且AOF会记录对同一个key的多次写操作，但只有最后一次写操作才有意义。通过执行bgrewriteaof命令，可以让AOF文件执行重写功能，用最少的命令达到相同效果

1.3 RDB和ROF的对比：

1.4 你来说下Redis 的数据是怎么持久化的：

在Redis中提供了两种数据持久化的方式:RDB 和AOF；RDB是一个快照文件，它是把redis内存存储的数据通过bgsave命令fork出一个进程将内存中的数据写到磁盘上，当redis实例宕机恢复数据的时候，方便从RDB的快照文件中恢复数据。

AOF的含义是追加文件，当redis操作写命令的时候，都会存储这个文件中，当redis实例宕机恢复数据的时候，会从这个文件中再次执行一遍命令来恢复数据；

RDB因为是二进制文件，在保存的时候体积也是比较小的，它恢复的比较快，但是它有可能会丢数据，我们通常在项目中也会使用AOF来恢复数据，虽然AOF恢复的速度慢一些，但是它丢数据的风险要小很多，在AOF文件中可以设置刷盘策略，我们当时设置的就是每秒批量写入一次命令。

二、Redis 中内存淘汰：

3.1 Redis 过期的key 是什么时候被删除的

在使用Redis 时，设置了过期时间的key，当过期后key 不会立马被删除吗，因为Redis 对待过期的key 采用的惰性删除+ 周期删除方式；

3.1.1 惰性删除：

惰性删除:设置该key过期时间后，我们不去管它，当需要该key时，我们在检查其是否过期，如果过期，我们就删掉它，反之返回该key。

• 优点:对CPU友好，只会在使用该key时才会进行过期检查，对于很多用不到的key不用浪费时间进行过期检查；
• 缺点:对内存不友好，如果一个key已经过期，但是一直没有使用，那么该key就会一直存在内存中，内存永远不会释放

3.1.2 周期删除：

如果某个key 虽然过期了，但是一直不被访问，难道会一直占用内存吗，当然不是;Redis 还有一种定时任务的删除，来应对；

定期删除:每隔一段时间，我们就对一些key进行检查，删除里面过期的key(从一定数量的数据库中取出一定数量的随机key进行检查，并删除其中的过期key)。定期清理有两种模式:

• SLOW模式是定时任务，执行频率默认为10hz，每次不超过25ms，以通过修改配置文件redis.conf 的hz 选项来调整这个次数
• FAST模式执行频率不固定，但两次间隔不低于2ms，每次耗时不超过1ms

优点:可以通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对 CPU 的影响。另外定期删除，也能有效释放过期键占用的内存。
缺点:难以确定删除操作执行的时长和频率。

3.2 Redis 内存满了怎么办：

3.2.1 内存淘汰策略：

redis 的内存是有一定大小的，当内存占满了后，会发生什么？实际Redis 提供了一些内存淘汰的策略来应对这种场景；

数据的淘汰策略:当Redis中的内存不够用时，此时在向Redis中添加新的key，那么Redis就会按照某一种规则将内存中的数据删除掉，这种数据的删除规则被称之为内存的淘汰策略。Redis支持8种不同策略来选择要删除的key:

• noeviction:不淘汰任何key，但是内存满时不允许写入新数据，默认就是这种策略；
• volatile-ttl:对设置了TTL的key，比较key的剩余TTL值，TTL越小越先被淘汰；
• allkeys-random:对全体key，随机进行淘汰。
• volatile-random:对设置了TTL的key，随机进行淘汰。
• allkeys-lru:对全体key，基于LRU算法进行淘汰
• volatile-lru:对设置了TTL的key，基于LRU算法进行淘汰
• allkeys-lfu:对全体key，基于LFU算法进行淘汰
• volatile-lfu: 对设置了TTL的key，基于LFU算法进行淘汰

LRU(Least Recently Used)最近最少使用。用当前时间减去最后一次访问时间，这个值越大则淘汰优先级越高。key1是在3s之前访问的,key2是在9s之前访问的，删除的就是key2。

LFU(Least Frequently Used)最少频率使用。会统计每个key的访问频率，值越小淘汰优先级越高。key1最近5s访问了4次,key2最近5s访问了9次，删除的就是key1。

3.2.2 内存淘汰策略应该怎么选：

• 优先使用 alkeys-lru 策略。充分利用 LRU 算法的优势，把最近最常访问的数据留在缓存中。如果业务有明显的冷热数据区分，建议使用。
• 如果业务中数据访问频率差别不大，没有明显冷热数据区分，建议使用alkeys-random，随机选择淘汰。
• 如果业务中有置顶的需求，可以使用 volatile-lru 策略，同时置顶数据不设置过期时间，这些数据就一直不被删除会淘汰其他设置过期时间的数据；
• 如果业务中有短时高频访问的数据，可以使用 alkeys-lfu 或 volatile-lfu 策略；

3.3 Redis 内存只有2G，数据有10G怎么保证Redis 中最后保留的key 都是热点key：

使用allkeys-lru(挑选最近最少使用的数据淘汰)淘汰策略，留下来的都是经常访问的热点数据；

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总结

本文对Redis 的两种持久化，及过期key 删除和内存淘汰进行总结。