Redis里那些内存回收算法到底咋回事儿，优势又在哪儿讲讲吧

Redis作为一个内存数据库,所有数据都放在内存里，而内存是有限且宝贵的资源，当内存快要用完时，新的数据就写不进来了，这肯定不行，Redis需要一套机制，像家里的储物间一样，定期清理掉不常用的东西，腾出空间给新来的物品，这套机制就是内存回收。

Redis的内存回收,主要从两个层面来解决这个问题：一是如何判断哪些数据是“垃圾”，可以回收；二是具体在什么时机、以什么方式去回收。

第一，如何判定数据是“垃圾”？—— 回收策略

Redis提供了8种主要的策略（由maxmemory-policy配置项控制），让你根据自己应用的特性来选择，这些策略的核心思想就两点：要么淘汰过期了的数据，要么在没过期的数据里挑一些“不重要”的淘汰。

1. 对付过期键的策略（主动清理）：

   • volatile-lru：这是最常用的策略之一，它只针对那些设置了过期时间（TTL）的键，从中挑选出“最近最少使用”的淘汰，LRU算法的思想很简单：如果一个数据最近被访问过，那么它将来被访问的可能性也更大，反过来，很久没被碰过的数据，就更可能被淘汰，Redis采用了一种近似LRU的算法，并不是遍历所有键精确计算，而是通过随机采样来评估，这样在性能和效果上取得了很好的平衡。
   • volatile-lfu：这是Redis 4.0引入的更智能的策略，LFU是“最不经常使用”，它不只是看数据多久没被访问，而是统计一段时间内被访问的频率，一个键可能昨天被访问了100次，但今天一次还没访问，LRU可能会因为它“没被访问而淘汰它，但LFU会认为它是个热键而保留，这对于有“热点数据”的场景非常有效。
   • volatile-ttl：这个更直接，它只在设了过期时间的键里，优先淘汰剩余寿命最短的，反正它马上就要过期了，不如提前送它走，腾出空间。
   • volatile-random：很简单，在设了过期时间的键里，随机挑一个淘汰，这没啥智能可言，但好处是速度快，开销极小。

2. 对付所有键的策略（迫不得已时的清理）： 当上面四种策略都无法腾出足够空间时（比如所有键都没设置过期时间，或者过期键都删完了内存还是满），Redis就会动用下面这组策略，它们会在所有键（包括没设过期时间的） 中进行淘汰，这意味着你的永久数据也可能被删除，所以使用时要非常小心。

   

   • allkeys-lru：和volatile-lru思路一样，但战场扩大到了全体键。
   • allkeys-lfu：同上，在全体键中运用LFU算法。
   • allkeys-random：在全体键中随机淘汰。
   • noeviction：这不算回收策略，而是“不淘汰”策略，这是默认策略，当内存不足时，所有会引起内存增长的命令（比如写命令）都会报错，读命令正常，这适用于你确信数据绝对不能丢的场景，但要求应用端能处理好写操作失败的情况。

第二，什么时候、以什么方式回收？—— 回收时机与过程

光有策略还不够,得有人去执行，Redis的回收触发方式主要有两种：

1. 被动回收（惰性删除）：当客户端尝试访问一个键时，Redis会先检查这个键是否已过期，如果过期了就立刻删除，然后返回空值，这种方式是“被动”的，好处是只在需要时才做检查，节省CPU，坏处是如果大量过期键一直不被访问，它们就会像僵尸一样长期占用内存，直到被偶然触发或主动清理。
2. 主动回收（定期删除）：Redis会定期（默认每秒10次）随机测试一批设置了过期时间的键，检查它们是否过期，过期的就删除，如果发现这批键中过期的比例很高，它会继续再抽一批，直到比例降下来，这种方式是为了弥补被动回收的不足，主动去清理“僵尸”键。
3. 强制回收（内存达到上限时）：当Redis执行一个命令，导致内存使用量超过maxmemory限制时，它会立即根据你配置的maxmemory-policy策略，淘汰掉一个或多个键，直到内存降回限制以下。

优势在哪儿？

Redis这套组合拳的优势非常明显：

• 灵活可控：提供了8种策略，让你能根据业务数据的访问模式（是均匀访问还是有热点？）、数据重要性（哪些能丢哪些不能丢）来精细选择，比如缓存系统通常用allkeys-lru或allkeys-lfu，而会话存储可能用volatile-lru。
• 性能与效果的平衡：没有追求绝对精确的LRU（那样CPU开销太大），而是用采样近似，在实践中被证明非常有效，保证了在高并发下的性能。
• 多管齐下：结合了被动、主动、强制三种回收时机，既保证了日常的垃圾清理效率，又能在内存告急时果断出手，防止服务崩溃。
• 与时俱进：引入了更智能的LFU算法，应对复杂的数据访问模式，比传统的LRU有更好的缓存命中率。

说白了,Redis的内存回收就像一个聪明的仓库管理员，他既会定期巡视清理过期商品（主动回收），也会在你要取货时发现过期就扔掉（被动回收），当仓库彻底爆满，新货进不来时，他会根据你定的规矩（回收策略），要么把最久没人买的货清掉（LRU），要么把销量最差的清掉（LFU），要么随便扔一个（Random），甚至拒绝新货入库（noeviction），这套机制确保了Redis这个“内存仓库”在有限的空间内，能够最高效地运转。