Redis过期策略与内存淘汰机制面试笔记

Redis过期策略

Redis采用惰性删除和定期删除相结合的策略来处理过期键。

惰性删除（Lazy Expiration）

当访问某个键时才检查是否过期，如果过期则删除并返回空值。

优点：CPU友好，只在访问时检查，避免无效检查
缺点：内存不友好，过期但未访问的键会一直占用内存

定期删除（Active Expiration）

Redis定期扫描数据库，随机选择一定数量的键进行过期检查并删除。

执行模式：

• SLOW模式：定时任务，默认10Hz频率，每次最多25ms
• FAST模式：频率不固定，间隔不低于2ms，每次不超过1ms

优点：通过限制执行时长和频率平衡CPU开销，有效释放过期键内存
缺点：难以确定最优的执行时长和频率

内存淘汰策略

当Redis内存不足时，会根据配置的淘汰策略删除数据为新数据腾出空间。

淘汰策略分类

针对所有键：

• allkeys-lru：基于LRU算法淘汰最近最少使用的键
• allkeys-lfu：基于LFU算法淘汰最少使用频率的键
• allkeys-random：随机淘汰键

针对设置TTL的键：

• volatile-lru：对有TTL的键使用LRU算法淘汰
• volatile-lfu：对有TTL的键使用LFU算法淘汰
• volatile-ttl：优先淘汰TTL值较小的键
• volatile-random：随机淘汰有TTL的键

不淘汰：

• noeviction：不淘汰任何键，内存满时拒绝写入（默认策略）

算法补充

LRU（Least Recently Used）：淘汰最近最少使用的数据，适合时间局部性强的场景

LFU（Least Frequently Used）：淘汰使用频率最低的数据，适合访问模式相对固定的场景

常见面试问题及答案

Q1：数据库有1000万数据，Redis只能缓存20万数据，如何保证Redis中都是热点数据？

答案：使用allkeys-lru淘汰策略。该策略会淘汰最近最少使用的键，保留经常访问的热点数据，确保缓存的有效性。

Q2：Redis内存用完了会发生什么？

答案：取决于配置的淘汰策略：

• 如果是默认的noeviction策略，会直接返回错误，拒绝写入操作
• 如果配置了其他淘汰策略，会按照相应规则删除数据后允许写入

Q3：如何选择合适的淘汰策略？

答案：

• 对于缓存场景，推荐allkeys-lru，确保热点数据留存
• 如果业务明确区分了临时数据和永久数据，可选择volatile-lru
• 对于访问模式稳定的场景，可考虑allkeys-lfu
• 生产环境避免使用noeviction，除非有特殊需求

总结

Redis的过期和淘汰机制是其内存管理的核心特性。过期策略确保及时清理过期数据，淘汰策略在内存不足时保证服务可用性。理解这些机制有助于合理配置Redis参数，优化缓存性能。