Redis解决方案淘汰及失效策略（redis淘汰和失效策略）

Redis解决方案：淘汰及失效策略

Redis是一个开源的内存数据结构存储，可以被用作数据库、缓存和消息中间件。由于它使用内存而不是磁盘存储数据，所以可以拥有快速的读写速度和响应时间。但是，由于内存资源是有限的，当Redis内存耗尽时，就需要考虑使用淘汰策略和失效策略，以确保Redis的正常运行。

1.淘汰策略

淘汰策略是Redis用来释放内存的一种策略。采用淘汰策略可以使Redis在内存资源不足时，释放无用数据，以便存储新数据。

1.1 LRU（Least recently used）策略

LRU策略是Redis淘汰策略中最常用的一种策略。这种策略依据数据最近被访问的时间，淘汰最近没有被使用的数据。Redis默认采用的就是LRU策略。例如下面的代码可以用来查看使用LRU策略的数据容量：

“`bash

$ redis-cli

$ CONFIG GET maxmemory

m{“maxmemory”:”0″}

$ CONFIG SET maxmemory 1mb

OK

$ SET key1 “value1”

OK

$ SET key2 “value2”

OK

$ GET key1

“value1”

$ SET key3 “value3”

OK

$ GET key2

(nil)

$

在上面的代码中，首先通过CONFIG GET maxmemory命令查看Redis的最大内存限制，并未设置限制。接着通过CONFIG SET maxmemory命令设置Redis的最大内存为1MB，然后设置了3个键值对，当插入第3个键值对时，由于此时内存已经不够用了，所以会导致key1被淘汰，即采用了LRU策略。

1.2 LFU（Least frequently used）策略

LFU策略是基于数据频率的策略。采用LFU策略可以淘汰使用频率最低的数据。

可以通过以下代码来查看使用LFU策略的数据容量：

```bash
$ redis-cli
$ CONFIG SET maxmemory 1mb

OK

$ CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lfu

OK

$ SET key1 "value1"

OK

$ SET key2 "value2" NX

(nil)

$ SET key1 "newvalue1"

OK

$ INCR hits:foo

(integer) 1

$ INCR hits:bar

(integer) 1

$ INCR hits:foo

(integer) 2

$ INCR hits:foo

(integer) 3

$ INCR hits:foo

(integer) 4

$ INCR hits:bar

(integer) 2

$ INCR hits:foo

(integer) 5

$ SET key3 "value3"

OK

$ GET key2

"value2"

$ GET key1

"newvalue1"

$ GET key3

"value3"

$ GET hits:foo

"5"

$ GET hits:bar

"2"

$

在上述代码中，首先通过CONFIG SET maxmemory命令设置Redis的最大内存为1MB。然后通过CONFIG SET maxmemory-policy命令设置采用LFU策略，并设置了3个键值对，使用了INCR命令模拟数据的使用频率。当内存不足时，会优先淘汰使用频率最少的key2，然后再淘汰使用频率次少的key1。

2.失效策略

失效策略是Redis用来清除过期键值对的一种策略。采用失效策略可以确保Redis的内存空间不被过期键值对所占用。

2.1 定期删除策略

定期删除策略是Redis默认的一种失效策略。这种策略是在Redis中设置了一个定时任务，定期扫描Redis中的过期键值对，并将其删除。例如，可以通过以下命令将Redis中某个key的过期时间设为5秒：

“`bash

$ redis-cli

$ SETEX key1 5 “value1”

OK

$ SET key2 “value2”

OK

$ TTL key1

(integer) 4

$

在上述代码中，首先通过SETEX命令将key1的过期时间设为5秒。然后通过SET命令插入key2，接着使用TTL命令查看key1的过期时间。

2.2 懒汉式删除策略

懒汉式删除策略是Redis另一种失效的实现方式。这种策略是在访问key的时候判断key是否过期，如果过期则立即删除。与定期删除策略不同的是，这种策略会在访问key的时候触发，不需要设置定时任务。

```python
import redis
import time

r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 设置一个key为value，过期时间为10秒
r.setex('key1', 10, 'value')
# 等待5秒
time.sleep(5)
# 访问key1，返回'vaulue'
print(r.get('key1'))
# 等待6秒
time.sleep(6)
# 再次访问key1，返回None，说明key已经过期被删除
print(r.get('key1'))

在上面的代码中，首先通过redis.StrictRedis()方法连接到Redis数据库。

接着使用setex()方法设置一个key1为value，过期时间为10秒。

然后等待5秒，此时访问key1会返回’vaulue’。

然后等待6秒，此时再次访问key1，会返回None，说明key已经过期被删除。

Redis在使用过程中，淘汰策略和失效策略的作用非常重要，可以有效避免Redis内存的溢出。了解这些策略对于Redis的性能优化和稳定性非常有帮助。

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