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Redis原理 - 内存策略 | CoderMast编程桅杆
https://www.codermast.com/database/redis/redis-memery-strategy.html
Redis 本身是一个典型的 key-value 内存存储数据库，因此所有的 key、value 都保存在之前学习过的 Dict 结构中。不过在其 database 结构体中，有两个 Dict ：一个用来记录 key-value；另外一个用来记录 key-TTL
typedef struct redisDb {dict *dict; // 存放所有 key 和 value 的地方dict *expires; // 存放每一个 key 及其对应的 TTL 存活时间，只包含设置了 TTL 的 keydict *blocking_keys; dict *ready_keys;dict *watched_keys;int id; // Database ID ：0 ~ 15long long avg_ttl; unsigned long expires_cursor; // expire 检查时在 dict 中抽样的索引位置list *defrag_later; // 等待碎片整理的 key 列表
} redisDb;
Redis 是如何知道一个 key 是否过期呢？
答：利用两个 Dict 分别记录 key-value 和 key-ttl
是不是 TTL 到期就立刻删除呢？
答：并不是到期立刻删除，而是采用 惰性删除 和 周期删除。
#删除策略
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定时删除：TTL 到期后，立刻删除对应的 key
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惰性删除：并不是在 TTL 到期后就立刻删除，而是在访问一个 key 的时候，检查该 key 的存活时间，如果已经过期，才执行删除。
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周期删除：是通过一个定时任务，周期性的抽样部分过期的 key，然后执行删除。执行周期有两种：
- Redis 会设置一个定时任务 serverCron()，按照 server.hz 的频率来执行过期 key 清理，模式为 SLOW，默认为 10
- Redis 的每个事情循环前会调用beforeSleep()函数，执行过期key清理，模式为FAST
SLOW模式规则:
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执行频率受server.hz影响，默认为10，即每秒执行10次，每个执行周期100ms。
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执行清理耗时不超过一次执行周期的25%.
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逐个遍历db，逐个遍历db中的bucket，抽取20个key判断是否过期
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如果没达到时间上限 (25ms)并且过期key比例大于10%，再进行一次抽样，否则结束
FAST模式规则 (过期key比例小于10%不执行)
- 执行频率受beforeSleep()调用频率影响，但两次FAST模式间隔不低于2ms
- 执行清理耗时不超过1ms
- 逐个遍历db，逐个遍历db中的bucket，抽取20个key判断是否过期
- 如果没达到时间上限 (1ms)并且过期key比例大于10%，再进行一次抽样，否则结束
#淘汰策略
内存淘汰就是当 Redis 内存使用达到设置的阈值时，Redis 主动挑选部分 key 删除以释放更多的内存的流程。Redis 会在处理客户端命令的方法 processCommand() 中尝试做内存淘汰。
Redis 一共支持 8 种淘汰策略
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noeviction：当内存使用超过配置的时候会返回错误，不会驱逐任何键。
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allkeys-lru：加入键的时候，如果过限，首先通过LRU算法驱逐最久没有使用的键。
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volatile-lru：加入键的时候如果过限，首先从设置了过期时间的键集合中驱逐最久没有使用的键。
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allkeys-random：加入键的时候如果过限，从所有key随机删除。
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volatile-random：加入键的时候如果过限，从过期键的集合中随机驱逐。
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volatile-ttl：从配置了过期时间的键中驱逐马上就要过期的键。
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volatile-lfu：从所有配置了过期时间的键中驱逐使用频率最少的键。
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allkeys-lfu：从所有键中驱逐使用频率最少的键。
LRU(Least Recently Used)：最少最近使用，用当前时间减去最后一次访问时间，这个值越大则淘汰优先级越高。
LFU(Least Frequently Used)：最少频率使用，会统计每个 key 的访问频率，值越小淘汰优先级越高。
typedef struct redisObject(unsigned type:4;//对象类型unsigned encoding:4;// 编码方式unsigned lru:LRU_BITS;//LRU: 以秒为单位记录最近一次访问时间，长度24bit//LFU: 高16位以分钟为单位记录最近一次访问时间，低8位记录逻辑访问次数int refcount; // 引用计数，计数为0则可以回收void *ptr; // 数据指针，指向真实数据
) robj;
LRU 的访问次数之所以叫做逻辑访问次数，是因为并不是每次 key 被访问都计数，而是通过运算：
- 生成 0 ~ 1 之间的随机数 R
- 计算 1 / (旧次数 * lfu_log_factor + 1)，记录为 R，lfu_log_factor 默认为 10
- 如果 R < P，则计数器 + 1，且最大不超过 255
- 访问次数会随时间缩减，距离上一次访问时间每隔 lfu_decay_time 分钟（默认 1），计数器 -1
