面试题：Redis 中有哪些内存淘汰策略？

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Redis 提供了 8 种内存淘汰策略，用于在内存不足时自动删除数据，以腾出空间容纳新数据。这些策略分为 4 类：LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）、Random（随机） 和 TTL（生存时间）。以下是详细分类及每种策略的说明：

一、内存淘汰策略分类

1. 无淘汰策略（No Eviction）

  • 策略名：noeviction
  • 核心逻辑：
    • 内存不足时，直接拒绝所有写操作（如 SET、HSET 等），但允许读操作。
    • 默认策略，适用于数据必须绝对保留的场景（如配置中心）。
  • 适用场景：
    • 数据不能丢失（如关键业务数据、系统配置）。

2. LRU 系列（基于最近最少使用）

  • 策略名：
    • allkeys-lru：从所有键中淘汰最近最少使用的键。
    • volatile-lru：从设置了过期时间的键中淘汰最近最少使用的键。
  • 核心逻辑：
    • 通过维护一个候选池（默认大小为 16），每次随机采样 maxmemory-samples 个键（默认 5），选择最近最少使用的键淘汰。
    • 近似 LRU：Redis 并未严格维护双向链表，而是通过采样优化性能与内存消耗的平衡。
  • 适用场景：
    • allkeys-lru：通用缓存（如商品详情、用户信息）。
    • volatile-lru：临时缓存（如会话 Token、活动促销数据）。

3. LFU 系列（基于最不经常使用）

  • 策略名：
    • allkeys-lfu：从所有键中淘汰使用频率最低的键。
    • volatile-lfu：从设置了过期时间的键中淘汰使用频率最低的键。
  • 核心逻辑：
    • 使用 Morris 计数器 和 衰减机制（lfu-decay-time）模拟访问频率，避免早期访问的键长期占据优势。
    • 更适合识别长期热点数据（如高频访问的用户画像）。
  • 适用场景：
    • allkeys-lfu：长期稳定缓存（如用户画像、统计信息）。
    • volatile-lfu：短期高频缓存（如活动页面点击量）。

4. Random 系列（随机淘汰）

  • 策略名：
    • allkeys-random：从所有键中随机淘汰键。
    • volatile-random：从设置了过期时间的键中随机淘汰键。
  • 核心逻辑：
    • 完全随机选择键进行删除，不考虑访问模式或频率。
  • 适用场景：
    • 无明确访问模式的数据（如日志缓存、测试环境数据）。

5. TTL 系列（基于生存时间）

  • 策略名：volatile-ttl
  • 核心逻辑：
    • 优先淘汰剩余生存时间（TTL）最短的键（即即将过期的键）。
  • 适用场景：
    • 需要自然淘汰的临时数据（如缓存的临时文件、短时任务状态）。

二、策略速览表

策略名淘汰范围核心逻辑适用场景
noeviction无淘汰拒绝写操作数据绝对不能丢失（如配置中心）
allkeys-lru所有键全局 LRU 淘汰通用缓存（如商品详情）
volatile-lru仅带过期时间的键过期键中 LRU 淘汰临时缓存（如会话 Token）
allkeys-lfu所有键全局 LFU 淘汰（访问频率最低）长期稳定缓存（如用户画像）
volatile-lfu仅带过期时间的键过期键中 LFU 淘汰（访问频率最低）短期高频缓存（如活动数据）
allkeys-random所有键随机淘汰无明确访问模式的数据（如日志）
volatile-random仅带过期时间的键过期键中随机淘汰测试环境/无特殊要求的临时数据
volatile-ttl仅带过期时间的键淘汰剩余 TTL 最短的键即将失效的临时数据（如日志缓存）

三、选择策略的关键考量

  1. 数据重要性：
    • 若数据必须保留（如订单状态），选择 noeviction。
    • 若数据可丢弃（如缓存），选择 LRU/LFU/TTL。
  2. 访问模式：
    • 有明显热点数据 → 选择 allkeys-lfu 或 volatile-lfu。
    • 访问均匀 → 选择 allkeys-random 或 volatile-random。
  3. 生命周期：
    • 数据有明确过期时间 → 选择 volatile-* 系列（如 volatile-ttl）。
    • 数据需长期保留 → 选择 allkeys-* 系列（如 allkeys-lru）。
  4. 性能与精度平衡：
    • LRU/LFU 的近似实现通过 maxmemory-samples 调整精度（默认 5）。

四、配置方法

  1. 动态配置（无需重启）：CONFIG SET maxmemory-policy <策略名>例如：CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru
  2. 静态配置（修改 redis.conf）：maxmemory-policy allkeys-lru

五、典型场景推荐

场景特征推荐策略理由
数据重要性相同allkeys-lru有效利用内存，保留热点数据
有明显热点数据allkeys-lfu保护长期高频访问的键
数据访问均匀allkeys-random公平淘汰，避免偏向性
混合持久数据与临时数据volatile-lru保护持久数据，清理过期键
临时缓存数据volatile-ttl自然淘汰即将过期的键
数据不可丢失noeviction确保数据安全，拒绝写入

六、注意事项

  1. 内存监控：定期使用 INFO memory 命令监控内存使用情况。
  2. 策略调整：根据业务需求动态调整策略（如高峰期切换为 volatile-ttl）。
  3. 集群限制：在 Redis Cluster 中，脚本涉及的键必须位于同一 Slot（通过 {} 标签控制）。

通过合理选择内存淘汰策略，可以显著提升 Redis 的性能与稳定性，同时避免因内存不足导致的服务中断。

THE END
Redis 面试题
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