Redis 作為高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，所有數(shù)據(jù)都存儲在內(nèi)存中，而內(nèi)存資源是有限的——這就引出了兩個核心問題：過期數(shù)據(jù)如何刪除？內(nèi)存滿了之后新數(shù)據(jù)如何存儲？

這兩個問題分別對應(yīng) Redis 的「數(shù)據(jù)刪除策略」和「數(shù)據(jù)淘汰策略」，二者相輔相成，共同決定了 Redis 的性能、內(nèi)存利用率和數(shù)據(jù)一致性。很多開發(fā)者在使用 Redis 時，容易混淆這兩個概念，甚至因配置不當導(dǎo)致內(nèi)存溢出、數(shù)據(jù)丟失或性能瓶頸。

本篇博客將從「基礎(chǔ)概念鋪墊」到「策略細節(jié)拆解」，再到「底層原理」和「實戰(zhàn)配置」，把 Redis 數(shù)據(jù)刪除與淘汰策略講透，無論是面試備考還是生產(chǎn)實踐，都能直接套用。

一、前置基礎(chǔ)：先搞懂2個核心前提

在講解具體策略前，必須先明確兩個基礎(chǔ)概念，否則容易理解偏差：

1. 過期數(shù)據(jù) vs 非過期數(shù)據(jù)

Redis 支持給 key 設(shè)置過期時間（通過 EXPIRE、PEXPIRE 等命令），過期數(shù)據(jù)是指「到達預(yù)設(shè)過期時間但尚未被刪除的 key」；非過期數(shù)據(jù)則是沒有設(shè)置過期時間，或未到達過期時間的 key。

注意：過期數(shù)據(jù)不一定會被立即刪除，Redis 不會實時監(jiān)控每一個 key 的過期狀態(tài)（否則會消耗大量CPU），而是通過特定策略“懶”刪除或“批量”刪除。

2. 數(shù)據(jù)刪除 vs 數(shù)據(jù)淘汰

這是最容易混淆的兩個概念，一句話區(qū)分：

• 數(shù)據(jù)刪除：針對「過期數(shù)據(jù)」的清理操作，核心是“刪除過期的key”，釋放內(nèi)存；
• 數(shù)據(jù)淘汰：針對「內(nèi)存滿了之后」的處理操作，核心是“刪除部分非過期數(shù)據(jù)”，為新數(shù)據(jù)騰出內(nèi)存（只有當內(nèi)存達到 maxmemory 閾值時才會觸發(fā)）。

簡單說：刪除是“清理過期垃圾”，淘汰是“內(nèi)存不夠時騰地方”。

二、Redis 數(shù)據(jù)刪除策略（清理過期數(shù)據(jù)）

Redis 沒有采用“實時刪除”（每一個 key 過期就立即刪除），因為實時刪除會導(dǎo)致 CPU 利用率飆升（尤其是過期 key 極多的場景），影響 Redis 核心讀寫性能。

實際上，Redis 采用「三種刪除策略結(jié)合」的方式，兼顧 CPU 性能和內(nèi)存利用率，分別是：惰性刪除、定期刪除、主動刪除。

1. 惰性刪除（Lazy Expiration）：最“懶”的刪除，按需觸發(fā)

核心邏輯

Redis 不主動監(jiān)控 key 的過期時間，只有當「用戶主動訪問某個 key」時，才會檢查該 key 是否過期：

• 如果 key 未過期：正常返回數(shù)據(jù)；
• 如果 key 已過期：立即刪除該 key，返回 null（或不存在）。

優(yōu)點

極致節(jié)省 CPU 資源：只在“訪問時”才檢查過期，不占用額外的 CPU 時間，對 Redis 核心讀寫性能幾乎無影響。

缺點

內(nèi)存浪費嚴重：如果一個過期 key 長期不被訪問，它會一直占用內(nèi)存，直到被訪問時才會被刪除。極端情況下，大量過期 key 堆積會導(dǎo)致內(nèi)存溢出（這也是為什么需要配合其他刪除策略）。

舉個例子：設(shè)置 100 萬個 key，過期時間為 1 小時，1 小時后所有 key 都過期，但如果沒人訪問這些 key，它們會一直占用內(nèi)存，直到被定期刪除或主動刪除清理。

2. 定期刪除（Periodic Expiration）：折中方案，批量檢查

核心邏輯

Redis 會每隔一段時間（默認 100ms，可通過配置調(diào)整），隨機抽取一部分過期 key 進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)過期，就刪除它們。具體流程：

• 每次執(zhí)行定期刪除時，從過期字典（存儲所有過期 key 的字典）中隨機抽取 N 個 key；
• 檢查這些 key 是否過期，刪除所有過期的 key；
• 如果刪除的 key 數(shù)量超過 N 的 25%，則重復(fù)步驟 1（說明當前過期 key 較多，需要繼續(xù)清理）；否則結(jié)束本次定期刪除。

關(guān)鍵配置

定期刪除的頻率由配置 hz 控制（默認 hz=10），hz 的值表示「Redis 每秒執(zhí)行定期任務(wù)的次數(shù)」：

• hz 值越大，定期刪除越頻繁，過期 key 清理越及時，但 CPU 占用越高；
• hz 值越小，CPU 占用越低，但過期 key 清理越慢，內(nèi)存浪費越嚴重。

生產(chǎn)環(huán)境建議：hz 保持默認 10 即可，若內(nèi)存壓力較大，可調(diào)整為 20（需注意 CPU 負載）。

優(yōu)點

折中了 CPU 和內(nèi)存：既不會像惰性刪除那樣浪費大量內(nèi)存，也不會像實時刪除那樣占用過多 CPU。

缺點

存在“漏刪”風險：因為是隨機抽取檢查，可能有部分過期 key 一直未被抽取到，從而長期占用內(nèi)存（但可以通過惰性刪除彌補：只要用戶訪問，就會被刪除）。

3. 主動刪除（Active Expiration）：內(nèi)存不足時的強制清理

核心邏輯

當 Redis 內(nèi)存使用達到 maxmemory（最大內(nèi)存閾值）時，會觸發(fā)「主動刪除」——優(yōu)先刪除過期 key，釋放內(nèi)存，避免內(nèi)存溢出。

注意：主動刪除是「淘汰策略的前置步驟」：當內(nèi)存滿時，Redis 會先嘗試刪除所有過期 key；如果刪除完所有過期 key 后，內(nèi)存仍然不足，才會執(zhí)行「數(shù)據(jù)淘汰策略」（刪除非過期 key）。

觸發(fā)條件

只有當內(nèi)存使用量 ≥ maxmemory 時，才會觸發(fā)主動刪除；如果內(nèi)存未達到閾值，即使有大量過期 key，也只會通過惰性刪除和定期刪除清理。

總結(jié)：三種刪除策略的協(xié)同工作

Redis 不是單一使用某一種刪除策略，而是三者結(jié)合：

• 日常情況下，通過「惰性刪除」保證 CPU 高效，避免不必要的檢查；
• 每隔一段時間，通過「定期刪除」批量清理部分過期 key，減少內(nèi)存浪費；
• 當內(nèi)存不足時，通過「主動刪除」優(yōu)先清理所有過期 key，為新數(shù)據(jù)騰出空間；
• 若主動刪除后內(nèi)存仍不足，則執(zhí)行「數(shù)據(jù)淘汰策略」。

三、Redis 數(shù)據(jù)淘汰策略（內(nèi)存滿時騰空間）

當 Redis 內(nèi)存使用達到 maxmemory，且刪除所有過期 key 后內(nèi)存仍然不足時，就會觸發(fā)「數(shù)據(jù)淘汰策略」——刪除部分非過期 key，為新數(shù)據(jù)騰出內(nèi)存。

Redis 提供了 8 種淘汰策略（Redis 6.0+ 版本），其中常用的有 6 種，可分為「三類」：按訪問頻率淘汰、按時間淘汰、按隨機淘汰。

先明確：淘汰策略的核心前提

• 淘汰范圍：默認只淘汰「設(shè)置了過期時間的 key」；若所有設(shè)置過期時間的 key 都被淘汰完，內(nèi)存仍不足，則會淘汰「未設(shè)置過期時間的 key」（除非配置了只淘汰過期 key）。
• 觸發(fā)時機：每次執(zhí)行「寫操作」（set、hset、lpush 等）時，都會檢查內(nèi)存是否達到 maxmemory；若達到，則執(zhí)行淘汰策略，直到內(nèi)存低于 maxmemory，再執(zhí)行寫操作。
• 核心配置：通過 maxmemory-policy 配置淘汰策略（默認策略：noeviction）。

8種淘汰策略詳解（按常用程度排序）

先給出所有策略的對照表，再逐一拆解常用策略：

重點拆解：常用策略的核心區(qū)別

日常開發(fā)中，最常用的是 allkeys-lru、volatile-lru、allkeys-lfu、volatile-lfu，這四個策略的核心區(qū)別的是「淘汰范圍」和「淘汰依據(jù)」：

1. LRU vs LFU：淘汰依據(jù)的區(qū)別

• LRU（最近最少使用）：判斷標準是「最后一次訪問時間」—— 很久沒被訪問的 key，優(yōu)先淘汰。
• LFU（最不經(jīng)常使用）：判斷標準是「一段時間內(nèi)的訪問次數(shù)」—— 訪問頻率最低的 key，優(yōu)先淘汰。

舉個例子：

• keyA：每天訪問 1 次，但每次訪問都是最近 1 小時內(nèi)；
• keyB：每天訪問 100 次，但最后一次訪問是 3 天前。

LRU 會淘汰 keyB（最近最少訪問），LFU 會淘汰 keyA（訪問頻率最低）—— 可見 LFU 更適合「訪問頻率差異大」的場景，能更好地保留高頻訪問的核心緩存。

2. allkeys vs volatile：淘汰范圍的區(qū)別

• allkeys-*：淘汰范圍是「所有 key」（無論是否設(shè)置過期時間），適合「所有數(shù)據(jù)都是緩存」的場景（如商品緩存、接口緩存）。
• volatile-*：淘汰范圍是「只設(shè)置了過期時間的 key」，適合「有核心數(shù)據(jù)（未設(shè)置過期時間）和臨時緩存（設(shè)置過期時間）」的場景（如核心配置 key 不設(shè)置過期，臨時會話 key 設(shè)置過期）。

淘汰策略的底層實現(xiàn)（簡化版）

很多人好奇：Redis 是如何記錄 key 的訪問時間/頻率，實現(xiàn) LRU/LFU 淘汰的？這里給出簡化版原理，不用深入源碼，理解即可：

• 對于 LRU：Redis 給每個 key 維護一個「最后訪問時間戳」，淘汰時，遍歷候選 key（根據(jù)淘汰范圍），篩選出時間戳最小（最近最少訪問）的 key 進行刪除。
• 對于 LFU：Redis 給每個 key 維護一個「訪問計數(shù)器」，每次訪問 key 時，計數(shù)器加 1；每隔一段時間，計數(shù)器會衰減（避免舊的高頻 key 一直占用），淘汰時，篩選出計數(shù)器最?。ㄗ畈唤?jīng)常使用）的 key 進行刪除。

注意：Redis 的 LRU/LFU 并非「嚴格意義上的全量排序」（全量排序會消耗大量 CPU），而是通過「采樣排序」實現(xiàn)——每次淘汰時，隨機抽取一定數(shù)量的 key（默認 5 個，可通過 maxmemory-samples 配置），在采樣的 key 中選擇最該淘汰的，兼顧性能和準確性。

四、核心配置實戰(zhàn)（生產(chǎn)環(huán)境必看）

了解了刪除和淘汰策略后，最關(guān)鍵的是「生產(chǎn)環(huán)境如何配置」，避免內(nèi)存溢出或數(shù)據(jù)異常。以下是核心配置項和推薦配置：

1. 核心配置項說明

2. 推薦配置示例（redis.conf）

# 設(shè)置最大內(nèi)存為 4G
maxmemory 4gb
# 淘汰策略：所有 key 中最不經(jīng)常使用的
maxmemory-policy allkeys-lfu
# 定期刪除頻率：每秒 10 次
hz 10
# LFU 采樣數(shù)量：5 個
maxmemory-samples 5

3. 動態(tài)調(diào)整配置（無需重啟Redis）

生產(chǎn)環(huán)境中，若需臨時調(diào)整配置，可通過 Redis 命令動態(tài)修改（重啟后失效，需同步修改 redis.conf 永久生效）：

# 動態(tài)設(shè)置最大內(nèi)存為 4G
config set maxmemory 4gb
# 動態(tài)設(shè)置淘汰策略為 allkeys-lfu
config set maxmemory-policy allkeys-lfu
# 查看當前所有配置
config get *

五、常見問題與避坑指南

在使用 Redis 數(shù)據(jù)刪除與淘汰策略時，很多開發(fā)者會遇到以下問題，提前規(guī)避能少走很多彎路：

1. 問題1：內(nèi)存滿了，Redis 拒絕寫操作（返回 OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'）

原因：淘汰策略設(shè)置為默認的 noeviction，內(nèi)存滿時不淘汰任何 key，拒絕所有寫操作。

解決方案：將淘汰策略修改為 allkeys-lfu 或 volatile-lfu，同時檢查 maxmemory 是否配置合理。

2. 問題2：大量過期 key 堆積，內(nèi)存占用過高

原因：定期刪除頻率過低（hz 太小），且過期 key 長期不被訪問（惰性刪除無法觸發(fā)）。

解決方案：適當提高 hz 值（如調(diào)整為 20），同時在業(yè)務(wù)層定期清理過期 key（如通過定時任務(wù)執(zhí)行 DEL 命令）。

3. 問題3：核心 key 被淘汰

原因：淘汰策略設(shè)置為 allkeys-*，核心 key 未設(shè)置過期時間，但內(nèi)存滿時被淘汰；或核心 key 設(shè)置了過期時間，被 volatile-* 策略淘汰。

解決方案：核心 key 不設(shè)置過期時間，淘汰策略使用 volatile-lfu（只淘汰設(shè)置了過期時間的臨時 key）。

4. 問題4：LRU 淘汰策略不精準

原因：maxmemory-samples 采樣數(shù)量太少，導(dǎo)致篩選出的“最近最少使用”key 不是真正的低頻 key。

解決方案：適當提高 maxmemory-samples（如調(diào)整為 10），但需注意 CPU 負載。

六、總結(jié)

Redis 數(shù)據(jù)刪除與淘汰策略，核心是「平衡 CPU 性能、內(nèi)存利用率和數(shù)據(jù)一致性」，記住以下核心要點，就能輕松應(yīng)對生產(chǎn)場景：

• 「刪除策略」是清理過期 key，三種結(jié)合：惰性刪除（省 CPU）+ 定期刪除（折中）+ 主動刪除（內(nèi)存不足時）；
• 「淘汰策略」是內(nèi)存滿時騰空間，常用 allkeys-lfu（通用）和 volatile-lfu（有核心 key）；
• 生產(chǎn)環(huán)境必須配置 maxmemory 和 maxmemory-policy，避免內(nèi)存溢出；
• LRU 看“最近訪問時間”，LFU 看“訪問頻率”，根據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇；
• 核心 key 不設(shè)置過期時間，避免被淘汰。

理解了這些策略，不僅能解決 Redis 內(nèi)存相關(guān)的問題，還能在面試中從容應(yīng)對相關(guān)問題（Redis 淘汰策略是后端面試高頻題）。

如果需要，我還可以為你補充：

• LRU/LFU 底層源碼簡化解析；
• 過期 key 清理的監(jiān)控方法；
• 不同業(yè)務(wù)場景（緩存、會話、配置存儲）的具體策略配置。

到此這篇關(guān)于Redis數(shù)據(jù)刪除與淘汰策略從原理到實戰(zhàn)指南的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis數(shù)據(jù)刪除與淘汰策略內(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！

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