Redis過期策略與淘汰策略
參加面試連過期策略和淘汰策略概念都傻傻分不清楚
參加了一個面試，面試官問我過期策略有幾種，我TM給人說了幾種淘汰策略，面試官一臉無辜，我還感覺良好
開始正文吧：
1、過期策略（過期鍵的刪除策略）：redis使用過程中，很多時候我們會設定一個過期時間，那麼當時間到了的時候，資料會立馬刪除嗎？有可能會，也有可能不會，這就跟過期策略有關了，就是看看redis是如何知道過期的，並且進行的刪除。
先說結論：有三種
第一種：定時刪除
在設定鍵的過期時間的同時，建立一個定時器，讓定時器在鍵的過期時間來臨時，立即執行對鍵的刪除操作。
優點：對記憶體最友好的。可以及時釋放鍵所佔用的記憶體。
缺點：對 CPU 不友好。特別在過期鍵比較多的情況下，刪除過期鍵會佔用相當一部分 CPU 時間。同時在記憶體不緊張，CPU 緊張的情況下，將 CPU 用在刪除和當前任務不想關的過期鍵上，
無疑會對伺服器響應時間和吞吐量造成影響。
第二種：惰性刪除
放任鍵過期不管，但是每次從鍵空間中讀寫鍵時，都會檢查取得的鍵是否過期。如果過期就刪除該刪，否則就返回該鍵。（PS：鍵空間是一個儲存了資料庫所有鍵值對的資料結構）
優點：對 CPU 最友好。只有在操作的時候進行過期檢查，刪除的目標僅限於當前需要處理的鍵，不會在刪除其他無關本次操作的過期鍵上花費任何 CPU 時間。
缺點：對記憶體不友好。這個十分容易理解了，鍵過期了，但因為一直沒有被訪問到，所以一直保留著（除非手動執行 flushdb 操來於清空當前資料庫中的所有 key。），相當於記憶體洩漏。
第三種：定期刪除
每隔一段時間，程式就對資料庫進行檢查，刪除裡面的過期鍵。至於要刪除多少過期鍵，以及檢查多少資料庫，則有演算法決定。該策略是上述兩種策略的折中方案，需要通過實際情況，
來設定刪除操作的執行時長和頻率。明白了過期鍵的刪除策略後，那 redis 伺服器又是採用什麼策略來刪除過期鍵的呢？實際上，Redis 伺服器使用的是惰性刪除和定期刪除兩種策略，
通過配合使用，伺服器可以很好的平衡 CPU 和記憶體。其中惰性刪除為 redis 伺服器內建策略。而定期刪除可以通過以下兩種方式設定：
- 配置 redis.conf 的 hz 選項，預設為10 （即 1 秒執行 10 次，值越大說明重新整理頻率越快，對 Redis 效能損耗也越大）
- 配置 redis.conf 的 maxmemory 最大值，當已用記憶體超過 maxmemory 限定時，就會觸發主動清理策略
2、淘汰策略：當redis使用記憶體超過配置最大記憶體時，如果再有資料插入快取，改如何處理，這就涉及到資料的淘汰策略，和定期刪除中第二點
應該是相同的內容。其實我覺得定期刪除中，不應該加入第二點內容，第二點和淘汰策略就是一回事，應該直接講解淘汰策略就完事了。
淘汰策略有8中：
1. no eviction：當記憶體使用超過配置的時候會返回錯誤，不會驅逐任何鍵
2. allkeys-lru：加入鍵的時候，如果過限，首先通過LRU演算法驅逐最久沒有使用的鍵
3. volatile-lru：加入鍵的時候如果過限，首先從設定了過期時間的鍵集合中驅逐最久沒有使用的鍵
4. allkeys-random：加入鍵的時候如果過限，從所有key隨機刪除
5. volatile-random：加入鍵的時候如果過限，從過期鍵的集合中隨機驅逐
6. volatile-ttl：從配置了過期時間的鍵中驅逐馬上就要過期的鍵
7. volatile-lfu：從所有配置了過期時間的鍵中驅逐使用頻率最少的鍵
8. allkeys-lfu：從所有鍵中驅逐使用頻率最少的鍵
對LRU做一個簡單說明：
1. 新增key value的時候首先在連結串列結尾新增Node節點，如果超過LRU設定的閾值就淘汰隊頭的節點並刪除掉HashMap中對應的節點。
2. 修改key對應的值的時候先修改對應的Node中的值，然後把Node節點移動隊尾。
3. 訪問key對應的值的時候把訪問的Node節點移動到隊尾即可。
Redis的LRU實現
Redis維護了一個24位時鐘，可以簡單理解為當前系統的時間戳，每隔一定時間會更新這個時鐘。每個key物件內部同樣維護了一個24位的時鐘，
當新增key物件的時候會把系統的時鐘賦值到這個內部物件時鐘。比如我現在要進行LRU，那麼首先拿到當前的全域性時鐘，
然後再找到內部時鐘與全域性時鐘距離時間最久的（差最大）進行淘汰，這裡值得注意的是全域性時鐘只有24位，按秒為單位來表示才能儲存194天，
所以可能會出現key的時鐘大於全域性時鐘的情況，如果這種情況出現那麼就兩個相加而不是相減來求最久的key。
參考：