.湖南省住房和城乡建设厅网站百度下载安装2021
Redis 回收进程工作流程详解
- 引言
- 1. Redis 内存回收概述
- 2. 键过期处理
- 2.1 过期键的存储
- 2.2 过期键的删除策略
- 2.3 定期删除的工作流程
- 3. 内存淘汰策略
- 3.1 内存淘汰策略类型
- 3.2 内存淘汰的工作流程
- 4. 回收进程的优化
- 5. 总结
- 参考文献
引言
Redis 是一个高性能的键值存储系统，广泛应用于缓存、消息队列、会话存储等场景。由于 Redis 是基于内存的数据库，内存资源的管理和回收显得尤为重要。Redis 通过多种回收策略和机制来管理内存，确保系统在高负载下仍能高效运行。本文将深入探讨 Redis 的回收进程工作流程，帮助读者更好地理解 Redis 的内存管理机制。
1. Redis 内存回收概述
Redis 的内存回收主要涉及两个方面：
- 键过期处理：Redis 允许为键设置过期时间，当键过期后，Redis 需要将其从内存中删除。
- 内存淘汰策略：当 Redis 的内存使用达到上限时，需要根据配置的淘汰策略删除一些键，以释放内存。
2. 键过期处理
2.1 过期键的存储
Redis 通过 expires 字典来存储键的过期时间。expires 字典的键是数据库中的键，值是对应的过期时间（以毫秒为单位的 UNIX 时间戳）。
2.2 过期键的删除策略
Redis 采用两种策略来删除过期键：
-
惰性删除（Lazy Expiration）：当客户端尝试访问一个键时，Redis 会检查该键是否已过期。如果过期，则删除该键并返回空值。这种策略的优点是只有在访问时才会进行删除操作，减少了不必要的 CPU 开销。缺点是如果大量过期键长时间未被访问，会导致内存浪费。
-
定期删除（Periodic Expiration）：Redis 会定期随机检查一部分键，删除其中已过期的键。定期删除的频率和每次检查的键数量可以通过配置文件进行调整。这种策略的优点是可以在一定程度上减少内存浪费，缺点是会增加 CPU 的开销。
2.3 定期删除的工作流程
- 随机采样：Redis 会从
expires字典中随机抽取一定数量的键（默认每次检查 20 个键）。 - 检查过期时间：对于每个抽样的键，Redis 会检查其过期时间是否小于当前时间。
- 删除过期键：如果键已过期，则将其从数据库和
expires字典中删除。 - 循环检查：如果在上一次检查中发现有过期键被删除，Redis 会继续检查下一批键，直到没有过期键被删除或达到最大检查次数。
3. 内存淘汰策略
当 Redis 的内存使用达到上限时，需要根据配置的淘汰策略删除一些键以释放内存。Redis 提供了多种内存淘汰策略，用户可以根据应用场景选择合适的策略。
3.1 内存淘汰策略类型
- noeviction：当内存不足时，新写入操作会报错，不会删除任何键。这是默认策略。
- allkeys-lru：从所有键中删除最近最少使用（LRU）的键。
- volatile-lru：从设置了过期时间的键中删除最近最少使用（LRU）的键。
- allkeys-random：从所有键中随机删除键。
- volatile-random：从设置了过期时间的键中随机删除键。
- volatile-ttl：从设置了过期时间的键中删除剩余生存时间（TTL）最短的键。
3.2 内存淘汰的工作流程
- 内存检查：当 Redis 接收到写操作时，会检查当前内存使用量是否超过了配置的最大内存限制。
- 选择淘汰策略：根据配置的淘汰策略，Redis 会选择合适的键进行删除。
- 删除键：Redis 会从数据库和
expires字典中删除选中的键，并释放其占用的内存。 - 执行写操作：在释放足够的内存后，Redis 会继续执行写操作。
4. 回收进程的优化
为了减少回收进程对 Redis 性能的影响，Redis 采用了一些优化措施：
- 渐进式删除：在删除大量键时，Redis 会将删除操作分散到多个事件循环中执行，避免一次性删除过多键导致系统卡顿。
- 异步删除：对于大键（如包含大量元素的列表、集合等），Redis 会采用异步删除的方式，将删除操作放到后台线程中执行，避免阻塞主线程。
5. 总结
Redis 的回收进程是保证系统高效运行的重要组成部分。通过惰性删除和定期删除策略，Redis 能够有效地管理过期键；通过多种内存淘汰策略，Redis 能够在内存不足时释放内存资源。理解 Redis 的回收进程工作流程，有助于我们更好地配置和优化 Redis，以满足不同应用场景的需求。
参考文献
- Redis 官方文档
- 《Redis 设计与实现》—— 黄健宏
希望本文能帮助你更好地理解 Redis 的回收进程工作流程。如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言讨论。