Redis內存淘汰策略
Redis是基於內存的K-V數據庫，因爲系統的內存大小有限，所以在使用Redis的時候能配置Redis能使用的內存的大小。
Redis佔用內存的大小
- 通過配置文件修改
通過修改在Redis安裝目錄下面的redis.conf配置文件中添加一下配置設置內存的大小
//設置redis佔用系統的內存爲100MB
maxmemory 100mb
- 通過指令修改
Redis支持運行時通過命令動態修改內存大小
//設置Redis最大內存大小爲100MB
127.0.0.1:6379> config set maxmemory 100mb
//獲取設置的Redis能使用的內存大小
127.0.0.1:6379> config get maxmemory
如果不設置Redis內存的大小或者設置Redis內存的大小爲0，在64位系統下將不限制內存的大小，在32位操作系統下最多使用3GB內存
Redis的內存淘汰
既然Redis的內存可以設置，那麼配置的內存就有用完的時候，如果在Redis內存用盡的時候繼續往Redis中添加數據，這時Redis會如何處理？
Redis定義了幾種策略來處理這種情況：
- noeviction（默認策略）：對於寫請求不在提供服務，直接返回錯誤（DEL請求和部分特殊請求除外）
- allkeys-lru：所有key使用LRU算法進行淘汰
- volatile-lru：從設置了過期時間的key中使用LRU算法進行淘汰
- allkeys-random：從所有key中隨機淘汰
- volatile-random：從設置了過期時間的key中進行隨機淘汰
- volatile-ttl：在設置了過期時間的key中，根據key的過期時間進行淘汰，越早過期的key越優先被淘汰
當使用volatile-lru、volatile-random、volatile-ttl這三策略時，如果沒有key可以被淘汰，則和noeviction一樣返回錯誤。
如何獲取及設置內存淘汰策略
獲取當前內存淘汰策略：
127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy
通過配置文件設置淘汰策略（修改redis.conf文件）：
maxmemory-policy allkeys-lru
通過命令修改淘汰策略：
127.0.0.1:6379> config set maxmemory-policy allkeys-lru
LRU算法
什麼是LRU？
LRU（Least Recently Used），即最近最少使用，是一種緩存置換算法。在使用內存作爲緩存的時候，緩存的大小一般是固定的，當緩存被佔滿，這時候繼續往內存中添加數據，就需要淘汰一部分老數據，釋放內存空間來存儲新的數據。這時候就可以使用LRU算法，其核心思想是：如果一個數據在最近一段時間沒有被用到，那麼將來被使用的可能性也很小，所以可以被淘汰。
LRU在Redis中的實現
近似LRU算法
Redis使用的是近似LRU算法，他和常規的LRU算法不太一樣，近似LRU算法通過隨機採樣法淘汰數據，每次隨機出5（默認）個key，從裏面淘汰掉最近最少使用的key。
可以通過maxmemory-samples參數修改採樣數量： 例：maxmemory-samples 10
maxmemory-samples配置的越大，淘汰結果越接近於嚴格的LRU算法。
Redis爲了實現近似LRU算法，給每個key增加了一個24bit的字段，用來存儲該key最後一次被訪問的時間。
Redis3.0對近似LRU算法進行了優化
Redis3.0對近似LRU算法進行了優化，新算法會維護一個候選池（大小爲16），池中的數據按訪問時間排序，第一次隨機選取key都會放入池中，隨後每次隨機選取的key只有在訪問時間小於池中的key的訪問時間時纔會被放入池中，知道侯選池被放滿。擋放滿後，如果有新的key需要放入，則將池中最後訪問時間最大（最近被訪問）的移除。
當需要被淘汰的時候，則直接從池中選取訪問時間最小（最久沒被訪問）的key進行淘汰。
經過對比後（Theoretical LRU、Approx LRU Redis3.0 10samples、Approx LRU Redis2.8 5samples、Approx LRU Redis3.0 5samples）得出結論是Redis3.0採樣數是10的時候，最接近於嚴格的LRU算法，同樣使用採樣數據爲5的時候，Redis3.0也優於2.8。
LFU算法
LFU算法是Redis4.0裏面最新的一種淘汰策略。它的全稱是Least Frequently Used，它的核心思想就是根據key的最近被訪問頻率進行淘汰，很少被訪問的優先被淘汰，被訪問的多的則被留下來。
LFU算法更好的表示了一個key的被訪問熱度，當使用LRU算法的時候，一個key很久沒被使用，剛剛偶爾使用了一次，那麼它就會被認爲是熱點數據，不會被淘汰，而有些key將來可能被訪問到，卻被淘汰了，如果使用LFU算法就不會出現這種情況，因爲其算法不會因使用一次就會將key定義爲熱點key。
LFU一共兩種策略：
- volatile-lfu：在設置了過期時間的key中使用LFU算法淘汰key
- allkeys-lfu：在所有的key中使用LFU算法進行淘汰數據
設置使用這兩種淘汰策略的時候要的一點是這兩種策略只能在Redis4.0及以上的版本設置，在Redis4.0以下的版本使用會報錯
爲何Redis使用近似LRU算法而不直接使用LRU算法？
因爲近似LRU算法只是把隨機採樣的key進行訪問時間排序，精確LRU需要全局排序，代價太大，結果相近，所以Redis選擇了近似LRU算法。