Redis突破性改进淘汰计算方式（redis淘汰计算方法）

Redis突破性改进淘汰计算方式

Redis作为一个高性能的内存数据库，被广泛应用于缓存、消息队列等场景，但是Redis原生的淘汰算法在某些场景下表现并不尽如人意，比如如果想要快速地清理超时未使用的键值对，单靠Redis原生的LRU算法可能会导致大量缓存未被及时清理，导致内存资源浪费。

针对这一问题，Redis社区近期进行了改进，在Redis4.0版本中引入了主动式清除失效键值对的淘汰算法，使得Redis在一些特殊场景下的性能有了非常大的提升。

Redis原生的淘汰算法

在Redis中，淘汰算法主要是用来清理占用内存比较多而又长时间未被使用的键值对。Redis默认使用的淘汰算法是LRU（最近最少使用）算法，即最近最少被使用的键值对会被优先清理，但是这个算法在某些场景下会遇到一些问题，比如：

1.如果某个键值对在过去一段时间都没有被使用，但在某个短时间内又被大量使用，那么它可能仍然有很高的价值，但是由于LRU算法仍然会优先清除它，导致内存资源浪费；

2.如果某些键值对虽然长时间未被使用，但是也并不需要被清理，比如一些配置项等数据。

主动式清除失效键值对的淘汰算法

为了解决以上问题，Redis社区引入了主动式清除失效键值对的淘汰算法，即Redis会自动扫描被选中的keyspace，主动地去清理已经失效的键值对。引入这个算法的目的是为了能够更快地清理那些超时未使用的键值对，更有效地利用内存资源。

在Redis 4.0版本中引入的主动式清除淘汰算法，采用的是基于TTL（Time To Live）的失效缓存，当Redis发现某个键已经过期时，就会加入到一个“伪LRU队列”中。在淘汰时，Redis会优先清理掉“伪LRU队列”中的键值对，这样就能够尽快地清理掉那些长时间未被使用的键值对，增加了Redis的效率和容错性。

具体来说，Redis 4.0的主动式清除淘汰算法包括四个步骤：

1.Redis首先会扫描已经过期的键值对（通过TTL来判断），将它们加入“伪LRU队列”中；

2.Redis会计算出“伪LRU队列”中每个键值对的访问频率和最后访问时间，并根据此计算出一个“热度值”，表示当前键值对的热度；

3.根据计算得出的“热度值”，Redis会选择并清除“伪LRU队列”中的一些键值对，以此释放内存资源；

4.Redis会不断重复上述步骤，保证内存资源的高效利用。

代码示例

主动式清除失效键值对的淘汰算法在Redis中可以通过设置“ACTIVE_EXPIRE_CYCLE”参数来开启，具体代码示例如下：

config set active_expire_cycle 100

这行代码的作用是，将Redis的“主动淘汰周期”设置为100毫秒，也就是说，每100毫秒Redis会自动去检查过期的键值对，并释放内存资源。如果设置为0，则表示禁用主动淘汰功能。

结语

主动式清除失效键值对的淘汰算法的引入，使得Redis在一些特殊场景下的性能有了非常大的提升。但是需要注意的是，由于该算法需要不断扫描“伪LRU队列”，因此对于部分压力较大的应用，可能会对Redis的性能造成一定影响。因此，在使用时需要根据具体的应用场景进行调整。