设置有效期

• expire key ttl：将 key 值的过期时间设置为 ttl 秒 。
• pexpire key ttl：将 key 值的过期时间设置为 ttl 毫秒 。
• expireat key timestamp：将 key 值的过期时间设置为指定的 timestamp 秒数 。
• pexpireat key timestamp：将 key 值的过期时间设置为指定的 timestamp 毫秒数 。

• ttl key 返回 key 剩余过期秒数。
• pttl key 返回 key 剩余过期的毫秒数。

过期策略

• 定时删除 ：为每个键设置一个定时器，一旦过期时间到了，则将键删除。这种策略对内存很友好，但是对 CPU 不友好，因为每个定时器都会占用一定的 CPU 资源。
• 惰性删除 ：不管键有没有过期都不主动删除，等到每次去获取键时再判断是否过期，如果过期就删除该键，否则返回键对应的值。这种策略对内存不够友好，可能会浪费很多内存。
• 定期扫描 ：系统每隔一段时间就定期扫描一次，发现过期的键就进行删除。这种策略相对来说是上面两种策略的折中方案，需要注意的是这个定期的频率要结合实际情况掌控好，使用这种方案有一个缺陷就是可能会出现已经过期的键也被返回。

typedef struct redisDb {
        dict *dict; //所有的键值对
        dict *expires; //设置了过期时间的键值对
        dict *blocking_keys; //被阻塞的key,如客户端执行BLPOP等阻塞指令时
        dict *watched_keys; //WATCHED keys
        int id; //Database ID
        //... 省略了其他属性
        } redisDb;

8 种淘汰策略

maxmemory <bytes>

LRU 算法

Redis 改进后的 LRU 算法

• 需要额外的空间进行存储。
• 可能存在某些 key 值使用很频繁，但是最近没被使用，从而被 LRU算法删除。

• 浅灰色带是被删除的对象。
• 灰色带是未被删除的对象。
• 绿色是添加的对象。

Redis 如何管理热度数据

typedef struct redisObject {
        unsigned type:4;//对象类型（4位=0.5字节）
        unsigned encoding:4;//编码（4位=0.5字节）
        unsigned lru:LRU_BITS;//记录对象最后一次被应用程序访问的时间（24位=3字节）
        int refcount;//引用计数。等于0时表示可以被垃圾回收（32位=4字节）
        void *ptr;//指向底层实际的数据存储结构，如：SDS等(8字节)
        } robj;

• 当全局 lruclock > lru，则使用 lruclock - lru 得到空闲时间。
• 当全局 lruclock < lru，则使用 lruclock_max（即 194 天） -lru + lruclock 得到空闲时间。

LFU 算法

访问频次递增

1. 提取 0 和 1 之间的随机数 R。
2. counter - 初始值（默认为 5），得到一个基础差值，如果这个差值小于 0，则直接取 0，为了方便计算，把这个差值记为 baseval。
3. 概率 P 计算公式为：1/(baseval * lfu_log_factor + 1)。
4. 如果 R < P 时，频次进行递增（counter++）。

lfu_log_factor 10

访问频次递减

lfu-decay-time 1

1. 获取当前时间戳，转化为分钟 后取低 16 位（为了方便后续计算，这个值记为 now）。
2. 取出对象内的 lru 属性中的高 16 位（为了方便后续计算，这个值记为 ldt）。
3. 当 lru > now 时，默认为过了一个周期（16 位，最大 65535)，则取差值 65535-ldt+now：当 lru <= now 时，取差值 now-ldt（为了方便后续计算，这个差值记为 idle_time）。
4. 取出配置文件中的 lfu_decay_time 值，然后计算：idle_time / lfu_decay_time（为了方便后续计算，这个值记为num_periods）。
5. 最后将counter减少：counter - num_periods。

总结