【Redis】回顾下面试的时候可能会问到的Redis的过期策略

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简介: Redis的过期策略

面试官:Redis为什么要内存回收?

为了保证Redis能继续提供可靠的服务,Redis需要一种机制清理掉不常用的、无效的、多余的数据,失效后的数据需要及时清理,这就需要内存回收了。

面试官:Redis的内存回收策略有哪些?

主要分为过期删除策略和内存淘汰策略两部分。

面试官:过期删除策略是什么实现的呢?

过期删除策略就是删除set时设置的过期时间超过当前时间的key。主要有三种实现方式:

  • 定时删除:

对于每一个设置了过期时间的key都会创建一个定时器,一旦到达过期时间就立即删除。该策略可以立即清除过期的数据,对内存较友好,但是缺点是占用了大量的CPU资源去处理过期的数据,会影响Redis的吞吐量和响应时间。

  • 惰性删除:

当访问一个key时,才判断该key是否过期,过期则删除。该策略能最大限度地节省CPU资源,但是对内存却十分不友好。有一种极端的情况是可能出现大量的过期key没有被再次访问,因此不会被清除,导致占用了大量的内存。

  • 定期删除:

每隔一段时间,扫描Redis中过期key字典,并清除部分过期的key。该策略是前两者的一个折中方案,还可以通过调整定时扫描的时间间隔和每次扫描的限定耗时,在不同情况下使得CPU和内存资源达到最优的平衡效果。

在计算机科学中,懒惰删除(英文:lazy deletion)指的是从一个散列表(也称哈希表)中删除元素的一种方法。在这个方法中,删除仅仅是指标记一个元素被删除,而不是整个清除它。被删除的位点在插入时被当作空元素,在搜索之时被当作已占据。

在Redis中,同时使用了定期删除和惰性删除。不过Redis定期删除采用的是随机抽取的方式删除部分Key,因此不能保证过期key 100%的删除。

面试官:内存淘汰策略是什么实现的呢?

Redis的内存淘汰策略,是指内存达到maxmemory极限时,使用某种算法来决定清理掉哪些数据,以保证新数据的存入。

Redis的内存淘汰机制包括:

  • noeviction: 当内存不足以容纳新写入数据时,新写入操作会报错。
  • allkeys-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间(server.db[i].dict)中,移除最近最少使用的 key(这个是最常用的)。
  • allkeys-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在键空间(server.db[i].dict)中,随机移除某个 key。
  • volatile-lru:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间(server.db[i].expires)中,移除最近最少使用的 key。
  • volatile-random:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间(server.db[i].expires)中,随机移除某个 key。
  • volatile-ttl:当内存不足以容纳新写入数据时,在设置了过期时间的键空间(server.db[i].expires)中,有更早过期时间的 key 优先移除。
在配置文件中,通过maxmemory-policy可以配置要使用哪一个淘汰机制。

面试官:什么时候会进行淘汰?

Redis会在每一次处理命令的时候(processCommand函数调用freeMemoryIfNeeded)判断当前redis是否达到了内存的最大限制,如果达到限制,则使用对应的算法去处理需要删除的key。

在淘汰key时,Redis默认最常用的是LRU算法(Latest Recently Used)。Redis通过在每一个redisObject保存lru属性来保存key最近的访问时间,在实现LRU算法时直接读取key的lru属性。

具体实现时,Redis遍历每一个db,从每一个db中随机抽取一批样本key,默认是3个key,再从这3个key中,删除最近最少使用的key。

面试官:Redis在项目中的哪些地方有用到?

(1)共享session

在分布式系统下,服务会部署在不同的tomcat,因此多个tomcat的session无法共享,以前存储在session中的数据无法实现共享,可以用redis代替session,解决分布式系统间数据共享问题。

(2)数据缓存

Redis采用内存存储,读写效率较高。我们可以把数据库的访问频率高的热点数据存储到redis中,这样用户请求时优先从redis中读取,减少数据库压力,提高并发能力。

(3)异步队列

Reids在内存存储引擎领域的一大优点是提供 list 和 set 操作,这使得Redis能作为一个很好的消息队列平台来使用。而且Redis中还有pub/sub这样的专用结构,用于1对N的消息通信模式。

(4)分布式锁

Redis中的乐观锁机制,可以帮助我们实现分布式锁的效果,用于解决分布式系统下的多线程安全问题

个人经验总结

面试过程中不要紧张,找工作面试是双向选择的嘛,心态要好。面试官提的问题对自己知道的呢要表达的有逻辑性,尽量回到问题的点上,不要答非所问这样的话就很难通过面试的。对于不会的呢要巧妙的告知面试官,在其他方面比较占优势一些。面试结束之后要不断的总结归纳,可能同一个问题在下一次面试时又会被问到。所以总结复盘准不会错的,这样空了时候可以找出来查阅一下,才会的记得更牢固一些。
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