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整理好了！2024年最常见 20 道 Redis面试题（九）

news 来源：原创 2024/9/8 7:44:27

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十七、Redis 的过期策略有哪些？

Redis 的过期策略主要有三种：

定时删除：当为一个键设置了过期时间后，Redis 会创建一个定时器。当定时器到达过期时间时，Redis 会自动执行删除操作。这种方式的优点是能够保证内存被尽快释放，但缺点是如果过期的键非常多，删除这些键会占用大量的 CPU 时间，可能会影响到服务器的响应时间和吞吐量。
惰性删除：Redis 不会在键过期时立即删除它，而是在每次访问该键时进行检查，如果发现键已过期，则进行删除操作。这种方式的优点是对 CPU 比较友好，因为只有在访问键时才会检查和删除过期键，因此不会占用太多的系统资源。不过，缺点是如果一个键过期后长时间未被访问，它所占用的内存将不会被释放，可能导致内存泄露。
定期删除：Redis 会定期执行删除操作，随机检查一定数量的键，并删除其中的过期键。这种方式的优点是可以在一定程度上限制删除操作对 CPU 的影响，并且能够删除过期数据以减少对内存的无效占用。不过，它的缺点是在内存清理方面不如定时删除，同时在 CPU 时间友好方面不如惰性删除。

实际上，Redis 采用的是惰性删除和定期删除的组合策略，以在 CPU 和内存使用之间取得平衡。在 Redis 4.0 版本之后，还引入了 lazyfree-lazy-expire 参数，允许异步删除过期键，进一步优化了性能。此外，Redis 的过期字典用于存储所有键的过期时间，使得过期键的查找和删除更加高效。

十八、Redis 的 LRU 缓存淘汰策略是如何工作的？

Redis 的 LRU（Least Recently Used，最近最少使用）缓存淘汰策略是一种基于数据访问模式的内存淘汰机制，用于在内存达到限制时决定哪些数据应该被删除。以下是 LRU 策略在 Redis 中的工作原理：

数据访问记录：Redis 维护了一个内部的数据结构，通常是链表，用于记录每个键的访问顺序。当一个键被访问时，它会被移动到链表的头部，表示最近被访问过。
内存限制：Redis 配置中有一个 maxmemory 选项，用于设置最大内存使用量。当 Redis 的内存使用量达到这个限制时，会触发内存淘汰策略。
淘汰过程：
- 当 Redis 需要为新数据腾出空间时，它会根据 LRU 策略检查链表中的键。
- 链表尾部的键表示最长时间没有被访问过，因此它们是被淘汰的首选。
- Redis 会从链表尾部开始，逐个检查并删除这些键，直到腾出足够的空间。
配置选项：Redis 提供了不同的内存淘汰策略配置选项，allkeys-lru 是其中之一，它表示在所有键中使用 LRU 策略进行淘汰。此外，还有 volatile-lru，它仅在设置了过期时间的键中使用 LRU 策略淘汰。
性能考虑：LRU 策略在实现上需要维护一个有序的数据结构，这可能会对性能产生一定影响，尤其是在高并发场景下。Redis 通过精心设计的数据结构和算法来最小化这种影响。
与其他策略的比较：
- allkeys-lru：淘汰最久未使用的所有键。
- volatile-lru：仅淘汰设置了过期时间且最久未使用的键。
- allkeys-random：随机淘汰任意键。
- volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的键。
动态调整：Redis 允许在运行时动态调整内存淘汰策略，这使得管理员可以根据应用的具体需求和性能指标来优化内存使用。