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Redis突破性改進(jìn)淘汰計算方式
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Redis作為一個高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，被廣泛應(yīng)用于緩存、消息隊列等場景，但是Redis原生的淘汰算法在某些場景下表現(xiàn)并不盡如人意，比如如果想要快速地清理超時未使用的鍵值對，單靠Redis原生的LRU算法可能會導(dǎo)致大量緩存未被及時清理，導(dǎo)致內(nèi)存資源浪費。
針對這一問題，Redis社區(qū)近期進(jìn)行了改進(jìn)，在Redis4.0版本中引入了主動式清除失效鍵值對的淘汰算法，使得Redis在一些特殊場景下的性能有了非常大的提升。
Redis原生的淘汰算法
在Redis中，淘汰算法主要是用來清理占用內(nèi)存比較多而又長時間未被使用的鍵值對。Redis默認(rèn)使用的淘汰算法是LRU（最近最少使用）算法，即最近最少被使用的鍵值對會被優(yōu)先清理，但是這個算法在某些場景下會遇到一些問題，比如：
1.如果某個鍵值對在過去一段時間都沒有被使用，但在某個短時間內(nèi)又被大量使用，那么它可能仍然有很高的價值，但是由于LRU算法仍然會優(yōu)先清除它，導(dǎo)致內(nèi)存資源浪費；
2.如果某些鍵值對雖然長時間未被使用，但是也并不需要被清理，比如一些配置項等數(shù)據(jù)。
主動式清除失效鍵值對的淘汰算法
為了解決以上問題，Redis社區(qū)引入了主動式清除失效鍵值對的淘汰算法，即Redis會自動掃描被選中的keyspace，主動地去清理已經(jīng)失效的鍵值對。引入這個算法的目的是為了能夠更快地清理那些超時未使用的鍵值對，更有效地利用內(nèi)存資源。
在Redis 4.0版本中引入的主動式清除淘汰算法，采用的是基于TTL（Time To Live）的失效緩存，當(dāng)Redis發(fā)現(xiàn)某個鍵已經(jīng)過期時，就會加入到一個“偽LRU隊列”中。在淘汰時，Redis會優(yōu)先清理掉“偽LRU隊列”中的鍵值對，這樣就能夠盡快地清理掉那些長時間未被使用的鍵值對，增加了Redis的效率和容錯性。
具體來說，Redis 4.0的主動式清除淘汰算法包括四個步驟：
1.Redis首先會掃描已經(jīng)過期的鍵值對（通過TTL來判斷），將它們加入“偽LRU隊列”中；
2.Redis會計算出“偽LRU隊列”中每個鍵值對的訪問頻率和最后訪問時間，并根據(jù)此計算出一個“熱度值”，表示當(dāng)前鍵值對的熱度；
3.根據(jù)計算得出的“熱度值”，Redis會選擇并清除“偽LRU隊列”中的一些鍵值對，以此釋放內(nèi)存資源；
4.Redis會不斷重復(fù)上述步驟，保證內(nèi)存資源的高效利用。
代碼示例
主動式清除失效鍵值對的淘汰算法在Redis中可以通過設(shè)置“ACTIVE_EXPIRE_CYCLE”參數(shù)來開啟，具體代碼示例如下：
config set active_expire_cycle 100
這行代碼的作用是，將Redis的“主動淘汰周期”設(shè)置為100毫秒，也就是說，每100毫秒Redis會自動去檢查過期的鍵值對，并釋放內(nèi)存資源。如果設(shè)置為0，則表示禁用主動淘汰功能。
結(jié)語
主動式清除失效鍵值對的淘汰算法的引入，使得Redis在一些特殊場景下的性能有了非常大的提升。但是需要注意的是，由于該算法需要不斷掃描“偽LRU隊列”，因此對于部分壓力較大的應(yīng)用，可能會對Redis的性能造成一定影響。因此，在使用時需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景進(jìn)行調(diào)整。
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本文名稱：Redis突破性改進(jìn)淘汰計算方式（redis淘汰計算方法）
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