Redis过期策略与内存回收机制详解

Redis内存过期策略
Redis的内存回收机制主要体现在以下两个方面：
(1)删除到达过期时间的键对象:Redis所有键都可以设置过期属性，内部保存在过期字典中。
   由于进程内保存大量的键，维护每隔键精确的过期删除机制会导致消耗大量的CPU，对于
   单进程的Redis来说成本过高，因此Redis采用惰性删除和定时任务删除机制实现过期键
   的内存回收。
   ☆ 惰性删除：当客户端读取带有超时属性的键时，如果已经超过键设置的过期时间，会
      执行删除操作并返回空，这种策略是出于节省CPU成本考虑，不需要单独维护TTL链表
      来处理过期键的删除。但是单独用这种方式存在内存泄露的问题，当过期键一直没有访
      问将无法得到及时删除，从而导致内存不能及时释放。
   ☆ 定时任务删除：Redis内部维护一个定时任务，默认每秒运行10次（通过配置hz控制）
      。定时任务中删除过期键逻辑采用了自适应算法，根据键过期比例、使用快慢两种速率
      模式回收键。
      快慢模式：定时任务在每个数据库空间随机检查20个键，当发现过期时删除对应的键。
       如果超过检查数25%的键过期，循环执行回收逻辑直到不足25%或运行超时位置，慢
       模式下超时时间为25毫秒。如果之前回收键逻辑超时，则在Redis触发内部事件之前
       再次以快模式运行回收过期键任务，快模式下超时时间为1毫秒且2秒内只能运行1次。
      快慢模式内部删除逻辑相同，只是执行的超时时间不同。
(2)内存达到使用到maxmemory上限时触发内存溢出控制策略
☆ noeviction：默认策略，不会删除任何数据，拒绝所有写入操作并返回客户端错误信
   息（error)OOM command not allowed when used memory，此时Redis只响应读
   操作。
☆ volatile-lru：根据LRU算法删除设置了超时属性（expire)的键，直到腾出足够空间
   为止。如果没有可删除的键对象，回退到noeviction策略。
☆ allkeys-lru：根据LRU算法删除键，不管数据有没有设置超时属性，直到腾出足够空
   间为止。
☆ allkeys-random：随机删除所有键，直到腾出足够空间为止。
☆ volatile-random：随机删除过期键，直到腾出足够空间为止。
☆ volatile-ttl：根据键值对象的ttl属性，删除最近将要过期数据。如果没有，回退到
   voeviction策略。