Redis纪元以自增的方式清除数据（redis自增清除）
Redis纪元：以自增的方式清除数据
Redis是一个高性能的key-value存储系统，也是一个基于内存的数据结构服务，常用于缓存、消息队列等场景。然而，随着Redis存储数据量的增加，其内存占用也会不断增加，导致系统性能下降，甚至出现OOM（Out Of Memory）等问题。为此，Redis提供了一种自增的方式清除数据的功能，其中包括主动清除过期数据和内存不足时自动清除数据。
1. 主动清除过期数据
Redis支持key的过期时间，即在指定时间后自动删除key和对应的value。可以通过EXPIRE命令设置key的过期时间，单位为秒。例如，设置key“foo”的过期时间为60秒：
> SET foo bar
OK> EXPIRE foo 60
(integer) 1
在Redis中有一个定时事件，会定期清除已过期的key，该事件的周期由服务器的配置参数“hz”决定。当一个key被检测到已过期时，服务器会在清除该key之前检查是否设置了该key的watcher（通过REDIS WATCHER命令可以为一个key添加watcher）。如果设置了watcher，则在删除该key之前，服务器会将watcher加入到一个队列中，等到key真正被删除后，通知与之相关的客户端，让其处理相关业务逻辑。
2. 内存不足时自动清除数据
Redis的内存管理算法采用的是“all or nothing”的方式，即当Redis内存不足时，会使用尽可能少的内存保证master和slave节点的同步（一致性）。如果仍然无法满足需求，则会删除最久没有使用的key，以释放更多内存空间。这个过程中，Redis会从Redis数据库中随机选择key并检查其是否过期，如果过期则直接删除，否则则计算该key最后一次被访问的时间戳，选择最久没有访问的key进行删除。在检查key是否过期和最后一次被访问的时间戳时，Redis会为每个key设置一个计数器（epoch），用于记录某个时间段内该key被访问的次数并排名，以便选择最久没有使用的key进行删除。
以下是Redis内存管理算法的核心代码实现：
“`c
struct evictionPoolEntry *pool = NULL;
long long evictionPoolSize = 0;
// 初始化pool和poolSize
static void evictionPoolAlloc(void) {
pool = zcalloc(sizeof(*pool) * server.maxmemory_samples);
}
// 添加entry到pool中
void evictionPoolAppendEntry(const sds key, const unsigned long long val) {
struct evictionPoolEntry *sep; //sep指向pool的最后一项
sep = &pool[evictionPoolSize++];
sep->key = sdsdup(key);
sep->key_len = sdslen(key);
sep->val = val;
}
// 更新entry在pool中的val
int evictionPoolTouchItem(const sds key, const unsigned long long val) {
int j;
for (j = 0; j
if (sdslen(pool[j].key) == sdslen(key) &&
memcmp(pool[j].key,key,sdslen(key)) == 0) // 找到匹配的key
{
pool[j].val = val; // 更新val
return 1;
}
}
return 0;
}
// 从pool中选择最久没使用的entry并删除
int tryEviction(void) {
int i, j;
struct evictionPoolEntry *victim = NULL;
// 根据epoch排序pool中的entry，并选择最久没使用的entry
qsort(pool, evictionPoolSize, sizeof(struct evictionPoolEntry), evictionPoolCompare);
for (i = 0; i
// delete the key with the smaller epoch (less recently accessed).
if (canEvict && pool[i].val != 255) {
victim = &pool[i];
break;
}
}
// 删除victim对应的key
if (victim) {
serverAssert(lazyfreeGetPendingObjectsCount() == 0);
int deleted = dbSyncDelete(server.db+id, sdsdup(victim->key), sdslen(victim->key));
if (deleted) server.stat_evictedkeys++;
sdsfree(victim->key);
victim->val = 255;
return 1;
}
return 0;
}
通过上述代码可以看到，Redis内存管理算法主要分为三个步骤：
1.将所有key计入evictionPool，为每个key添加epoch和触发条件；
2. 当内存不足时，检查evictionPool中的所有key，选择最久没有使用的key进行删除，并将其epoch设置为255（即不能再次删除）；
3. 当新的key被添加到evictionPool时，会将其epoch初始化为0。
以上就是Redis自增方式清除数据的核心实现，通过定期清除过期数据和在内存不足时自动清除数据，Redis能够更好地管理内存，提高系统性能和稳定性。
