redis 过期策略

痛定思痛。 2022-03-19 10:26 290阅读 0赞

### redis 过期策略 ###

redis 过期策略是：**定期删除+惰性删除**。

所谓**定期删除**，指的是 redis 默认是每隔 100ms 就随机抽取一些设置了过期时间的 key，检查其是否过期，如果过期就删除。

假设 redis 里放了 10w 个 key，都设置了过期时间，你每隔几百毫秒，就检查 10w 个 key，那 redis 基本上就死了，cpu 负载会很高的，消耗在你的检查过期 key 上了。注意，这里可不是每隔 100ms 就遍历所有的设置过期时间的 key，那样就是一场性能上的**灾难**。实际上 redis 是每隔 100ms **随机抽取**一些 key 来检查和删除的。

但是问题是，定期删除可能会导致很多过期 key 到了时间并没有被删除掉，那咋整呢？所以就是惰性删除了。这就是说，在你获取某个 key 的时候，redis 会检查一下 ，这个 key 如果设置了过期时间那么是否过期了？如果过期了此时就会删除，不会给你返回任何东西。

> 获取 key 的时候，如果此时 key 已经过期，就删除，不会返回任何东西。

但是实际上这还是有问题的，如果定期删除漏掉了很多过期 key，然后你也没及时去查，也就没走惰性删除，此时会怎么样？如果大量过期 key 堆积在内存里，导致 redis 内存块耗尽了，咋整？

答案是：**走内存淘汰机制**。

### 内存淘汰机制 ###

redis 内存淘汰机制有以下几个：

*  noeviction: 当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错，这个一般没人用吧，实在是太恶心了。
 *  **allkeys-lru**：当内存不足以容纳新写入数据时，在**键空间**中，移除最近最少使用的 key（这个是**最常用**的）。
 *  allkeys-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在**键空间**中，随机移除某个 key，这个一般没人用吧，为啥要随机，肯定是把最近最少使用的 key 给干掉啊。
 *  volatile-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在**设置了过期时间的键空间**中，移除最近最少使用的 key（这个一般不太合适）。
 *  volatile-random：当内存不足以容纳新写入数据时，在**设置了过期时间的键空间**中，**随机移除**某个 key。
 *  volatile-ttl：当内存不足以容纳新写入数据时，在**设置了过期时间的键空间**中，有**更早过期时间**的 key 优先移除。

### 手写一个 LRU 算法 ###

你可以现场手写最原始的 LRU 算法，那个代码量太大了，似乎不太现实。

不求自己纯手工从底层开始打造出自己的 LRU，但是起码要知道如何利用已有的 JDK 数据结构实现一个 Java 版的 LRU。

class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
        private final int CACHE_SIZE;
    
        /**
         * 传递进来最多能缓存多少数据
         *
         * @param cacheSize 缓存大小
         */
        public LRUCache(int cacheSize) {
            // true 表示让 linkedHashMap 按照访问顺序来进行排序，最近访问的放在头部，最老访问的放在尾部。
            super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);
            CACHE_SIZE = cacheSize;
        }
    
        @Override
        protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
            // 当 map中的数据量大于指定的缓存个数的时候，就自动删除最老的数据。
            return size() > CACHE_SIZE;
        }
    }

LinkedHashMap的构造函数的三个参数如下：

public LinkedHashMap(int initialCapacity,
                             float loadFactor,
                             boolean accessOrder) {
            super(initialCapacity, loadFactor);
            this.accessOrder = accessOrder;
        }

分别是：初始容量、载入因子、访问顺序是否开启。

载入因子系统默认就是0.75f，初始化容量是个算法，没必要深究

super（initialCapacity，loadFactor）调用的是父类HashMap中的构造函数，而且Java 6，Java 7，Java 8中的实现均不相同，这玩意改的这么频繁？与本例无关，不管它。

载入因子有什么用呢？

用作HashMap扩容，capacity\*loadFactor作为下一次增长容量的依据。

removeEldestEntry方法是LinkedHashMap中的一个方法，默认是返回false，就是永远不会移除，这肯定不行，LRU必须要删除元素的嘛，所以要重写，依据就是map中的元素超过了指定缓存个数就返回个true，让它删除头部的元素，也就是最近最少使用的元素。

以上