前言

要全面、深入理解 Redis 的刪除策略，需從設(shè)計(jì)背景、核心分類（過期鍵刪除策略 + 內(nèi)存淘汰策略）、內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)、與持久化的關(guān)聯(lián)及實(shí)踐選擇五個(gè)維度展開。Redis 的刪除策略本質(zhì)是為了解決 “內(nèi)存有限” 與 “性能優(yōu)先” 的核心矛盾 —— 既要避免內(nèi)存溢出，又要減少刪除操作對單線程主線程的阻塞，同時(shí)保證數(shù)據(jù)一致性。

一、設(shè)計(jì)背景：為什么需要?jiǎng)h除策略？

Redis 是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，內(nèi)存資源昂貴且有限，若不主動(dòng)管理內(nèi)存，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存溢出（OOM）；同時(shí)，Redis 支持為鍵設(shè)置過期時(shí)間（TTL），需保證過期鍵能被合理清理；此外，Redis 是單線程模型，刪除操作若過于耗時(shí)，會(huì)阻塞主線程，導(dǎo)致響應(yīng)延遲。因此，Redis 設(shè)計(jì)了兩類互補(bǔ)的刪除策略：

1. 過期鍵刪除策略：主動(dòng)處理 “已過期但未刪除” 的鍵，減少無效內(nèi)存占用；
2. 內(nèi)存淘汰策略：當(dāng)內(nèi)存達(dá)到上限時(shí)，被動(dòng)刪除部分鍵以釋放內(nèi)存，保證服務(wù)可用性。

二、第一類：過期鍵的 3 種核心刪除策略

Redis 通過過期字典（expires dict） 單獨(dú)存儲(chǔ)所有鍵的過期時(shí)間（key 為目標(biāo)鍵，value 為過期時(shí)間戳），所有過期鍵刪除策略均基于此字典實(shí)現(xiàn)。三種策略各有優(yōu)劣，Redis 最終采用 “惰性刪除 + 定期刪除” 的組合方案。

1. 定時(shí)刪除（Timed Delete）：“實(shí)時(shí)清理，CPU 殺手”

定義：為每個(gè)設(shè)置了過期時(shí)間的鍵，創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器（Timer），當(dāng)鍵的過期時(shí)間到達(dá)時(shí)，定時(shí)器立即觸發(fā)，執(zhí)行DEL命令刪除該鍵。

實(shí)現(xiàn)邏輯：

• 當(dāng)調(diào)用EXPIRE key ttl時(shí)，Redis 不僅在過期字典中記錄過期時(shí)間，還會(huì)注冊一個(gè)定時(shí)器；
• 定時(shí)器到期后，直接在主線程中執(zhí)行刪除操作。

優(yōu)缺點(diǎn)：

適用場景：

幾乎不適用。Redis 是單線程模型，定時(shí)刪除的 CPU 開銷會(huì)嚴(yán)重影響服務(wù)性能，因此 Redis未采用此策略。

2. 惰性刪除（Lazy Delete）：“用的時(shí)候再刪，內(nèi)存隱患”

定義：Redis 不主動(dòng)刪除過期鍵，而是在訪問鍵的瞬間（如GET、HGET、SETNX等操作），才檢查該鍵是否過期：

• 若未過期：正常返回鍵值；
• 若已過期：執(zhí)行DEL命令刪除該鍵，返回nil（空）。

實(shí)現(xiàn)邏輯：

以GET key為例：

1. 先檢查key是否存在于過期字典中；
2. 若不存在：直接返回鍵值；
3. 若存在：對比當(dāng)前時(shí)間與過期時(shí)間戳，判斷是否過期；
4. 若已過期：刪除key（從數(shù)據(jù)庫字典和過期字典中同時(shí)移除），返回nil；
5. 若未過期：返回鍵值。

優(yōu)缺點(diǎn)：

3. 定期刪除（Periodic Delete）：“折中方案，平衡 CPU 與內(nèi)存”

定義：   Redis 每隔一段時(shí)間（默認(rèn) 100ms），主動(dòng)掃描部分過期鍵并刪除，掃描頻率和范圍由配置控制，避免一次性掃描所有過期鍵導(dǎo)致阻塞。

核心實(shí)現(xiàn)邏輯（Redis 6.0+）

1. 掃描頻率：由hz配置控制（默認(rèn)hz 10，即每秒執(zhí)行 10 次定期掃描，每次間隔約 100ms）；
2. 掃描范圍：每次掃描不遍歷所有過期鍵，而是采用 “采樣 + 限制時(shí)間” 的方式：
   • 從過期字典中隨機(jī)抽取N個(gè)鍵（默認(rèn)N=20）；
   • 檢查這些鍵是否過期，刪除已過期的鍵；
   • 若刪除的鍵占比超過25%（即刪除數(shù)≥5），則繼續(xù)抽取N個(gè)鍵重復(fù)掃描；
   • 若占比≤25%，或掃描時(shí)間超過2ms（避免阻塞主線程），則停止本次掃描。

優(yōu)缺點(diǎn)：

4. Redis 的最終選擇：惰性刪除 + 定期刪除

兩種策略互補(bǔ)，覆蓋大部分場景：

• 定期刪除：主動(dòng) “批量清理” 過期鍵，減少 “僵尸鍵” 數(shù)量，緩解內(nèi)存壓力；
• 惰性刪除：兜底清理 “漏網(wǎng)之魚”，確保訪問時(shí)不會(huì)返回過期鍵，保證數(shù)據(jù)有效性。

例如：一個(gè)過期鍵未被定期掃描刪除，但用戶訪問時(shí)，惰性刪除會(huì)立即清理它；反之，若過期鍵長期不被訪問，定期掃描會(huì)逐步清理它。

三、第二類：內(nèi)存淘汰策略（Maxmemory Eviction）

即使有過期鍵刪除策略，Redis 仍可能因 “大量未設(shè)置過期時(shí)間的鍵” 或 “過期鍵刪除不及時(shí)” 導(dǎo)致內(nèi)存達(dá)到上限（maxmemory配置）。此時(shí)，Redis 會(huì)觸發(fā)內(nèi)存淘汰策略，刪除部分鍵以釋放內(nèi)存，避免 OOM。

1. 核心前提：maxmemory配置

• 默認(rèn)值：0（即不限制內(nèi)存，僅受系統(tǒng)內(nèi)存限制，生產(chǎn)環(huán)境必須手動(dòng)設(shè)置，如maxmemory 4gb）；
• 觸發(fā)時(shí)機(jī)：當(dāng) Redis 使用的內(nèi)存（包括鍵值對、過期字典、緩沖區(qū)等）達(dá)到maxmemory時(shí)，觸發(fā)淘汰策略（僅對 “寫操作” 觸發(fā)，讀操作不受影響）。

2. 8 種內(nèi)存淘汰策略（Redis 5.0+）

根據(jù) “淘汰范圍” 和 “淘汰算法”，分為 4 類，核心區(qū)別是 “是否只淘汰過期鍵” 和 “用什么規(guī)則淘汰”：

maxmemory最大可使用內(nèi)存 占用物理內(nèi)存的比例，默認(rèn)值為0，表示不限制,生產(chǎn)環(huán)境中根據(jù)需求設(shè)定，通常設(shè)置在50%以上。

maxmemory-samples每次選取待刪除數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù) 選取數(shù)據(jù)時(shí)并不會(huì)全庫掃描，導(dǎo)致嚴(yán)重的性能消耗，降低讀寫性能。因此采用隨機(jī)獲取數(shù)據(jù)的方式 作為待檢測刪除數(shù)據(jù)

maxmemory-policy刪除策略

檢測易失數(shù)據(jù)（可能會(huì)過期的數(shù)據(jù)集server.db[i].expires ）

① volatile-lru：挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰

② volatile-lfu：挑選最近使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)淘汰

③ volatile-ttl：挑選將要過期的數(shù)據(jù)淘汰

④ volatile-random：任意選擇數(shù)據(jù)淘汰 檢測全庫數(shù)據(jù)（所有數(shù)據(jù)集server.db[i].dict ）

⑤ allkeys-lru：挑選最近最少使用的數(shù)據(jù)淘汰

⑥ allkeys-lfu：挑選最近使用次數(shù)最少的數(shù)據(jù)淘汰

⑦ allkeys-random：任意選擇數(shù)據(jù)淘汰 放棄數(shù)據(jù)驅(qū)逐

⑧ no-enviction（驅(qū)逐）：禁止驅(qū)逐數(shù)據(jù)（redis4.0中默認(rèn)策略），會(huì)引發(fā)錯(cuò)誤OOM（Out Of Memory）達(dá)到最大內(nèi)存后的，對被挑選出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除的策略，如下圖：

四、實(shí)踐建議：如何選擇刪除策略？

1. 優(yōu)先關(guān)閉默認(rèn)的noeviction策略：生產(chǎn)環(huán)境若用 Redis 做緩存，noeviction會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存滿時(shí)寫請求失敗，建議替換為allkeys-lru或allkeys-lfu；
2. 根據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇淘汰算法：
   • 通用緩存（如商品、頁面緩存）：選allkeys-lru（簡單且有效）；
   • 訪問頻率波動(dòng)大的場景（如內(nèi)容推薦、促銷活動(dòng)）：選allkeys-lfu（更精準(zhǔn)）；
   • 有明確過期時(shí)間的場景（如會(huì)話、短期活動(dòng)）：選volatile-ttl或volatile-lfu；
3. 合理配置maxmemory和hz：
   • maxmemory：建議設(shè)置為物理內(nèi)存的 50%-70%（避免 Redis 占用過多內(nèi)存導(dǎo)致系統(tǒng) OOM）；
   • hz：默認(rèn) 10 即可，若內(nèi)存壓力大，可適當(dāng)提高到 20（增加定期掃描頻率），但不建議超過 100（避免 CPU 開銷過高）；
4. 避免大量設(shè)置短期過期鍵：若需頻繁清理短期數(shù)據(jù)，優(yōu)先用volatile-ttl策略，而非依賴定時(shí)刪除。

總結(jié)

Redis 的刪除策略是 “主動(dòng)清理（定期刪除）+ 被動(dòng)兜底（惰性刪除）+ 內(nèi)存溢出保護(hù)（內(nèi)存淘汰）” 的三層架構(gòu)，核心目標(biāo)是平衡 CPU 資源、內(nèi)存資源與數(shù)據(jù)一致性。理解每種策略的適用場景，結(jié)合業(yè)務(wù)需求選擇合適的內(nèi)存淘汰策略，是保障 Redis 高性能、高可用的關(guān)鍵。

到此這篇關(guān)于Redis中刪除策略的幾種實(shí)現(xiàn)方式的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis 刪除策略內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！