1.為什么需要持久化和淘汰策略

在日常使用redis的過程中，數據安全與內存管理是必須重點考慮的問題。

redis是基于內存的數據庫，內存斷電即失，所以需要持久化保證數據安全。

• 持久化：

解決數據斷電丟失的問題；

redis內存有限，但數據超出閾值時，需要淘汰策略來決定哪些數據被清理。

• 淘汰策略：

解決內存不足時如何存放新數據的問題。

2.持久化機制

redis作為內存數據庫，如果不做持久化，宕機后數據會全部丟失，為此redistribution提供了三種持久化方案。

2.1RDB(快照持久化)

原理：周期性將內存數據快照寫入磁盤，生成dump.rdb文件。

觸發(fā)方式

• 配置觸發(fā)：

save 900 1     # 900 秒內有 1 次寫操作則觸發(fā)
save 300 10    # 300 秒內有 10 次寫操作則觸發(fā)
save 60 10000  # 60 秒內有 10000 次寫操作則觸發(fā)

• 手動觸發(fā)：

SAVE       # 阻塞 Redis，生成快照
BGSAVE     # 后臺 fork 子進程生成快照（推薦）

底層實現細節(jié)

BGSAVE 流程

• 主進程執(zhí)行 fork，生成子進程；
• 子進程負責將快照寫入磁盤文件；
• 主進程繼續(xù)處理客戶端請求。

寫時復制（Copy-On-Write, COW）

fork后，父子進程共享內存頁；

如果有寫請求修改數據，操作系統會復制出新內存頁：

• 子進程使用舊數據頁生成 RDB；
• 主進程在新數據頁上繼續(xù)服務。
• 保證了快照的一致性，同時不會阻塞主進程。

緩沖區(qū)機制

• 在快照生成過程中，新的寫操作會寫入 Redis 的正常數據結構；
• 子進程只寫fork時刻的內存數據，不包含之后的新寫入；
• 因此，RDB 只反映快照時刻的數據，可能丟失最近一次快照之后的數據。

優(yōu)點：文件體積小，恢復速度快，適合做全量備份。

缺點：最后一次快照之后的數據可能會丟失。

2.2AOF(追加日志)

原理：記錄每條寫命令，追加到日志文件 appendonly.aof，Redis 重啟時重放日志恢復數據。

AOF重寫：

 文件過大時，redis會進行AOF重寫：壓縮日志，值保留恢復當前數據集的必要命令。

BGREWRITEAOF

使用方式：

• 開啟方式

appendonly yes
appendfilename "appendonly.aof"

刷盤策略：

• always：每次寫操作立即寫盤（最安全，最慢）。
• everysec：每秒寫一次盤（推薦）。
• no：完全交由操作系統（可能丟幾秒數據）。

2.3混合持久化（RDB+AOF）

• 原理：Redis 4.0 引入，將 RDB 快照與增量 AOF 結合。
• 優(yōu)點：RDB提供基線數據，恢復快；AOF記錄快照之后的寫操作，減少數據丟失。

配置：

aof-use-rdb-preamble yes

推薦：生產環(huán)境普遍采用混合持久化。

3.淘汰策略

1. 配置方式

maxmemory 512mb
maxmemory-policy allkeys-lru

2. 淘汰策略分類

不淘汰：noeviction，直接拒絕寫入（默認）

 僅淘汰過期鍵：

• volatile-lru：淘汰最近最少使用的過期鍵。
• volatile-ttl：淘汰即將過期的鍵。
• volatile-random：隨機淘汰過期鍵。
• volatile-lfu：淘汰訪問頻率最低的鍵。

 淘汰所有鍵：

• allkeys-lru：淘汰最近最少使用的鍵。
• allkeys-random：隨機淘汰一個鍵。
• allkeys-lfu：淘汰訪問頻率最低的鍵。

3. LRU 與 LFU

• LRU：最近最少使用，適合熱點數據場景。
• LFU：最少使用頻率，適合長尾訪問場景。

LRU 并不是全局精確淘汰，而是近似算法：

• Redis 不會掃描所有 key，而是每次 隨機取出一部分 key（默認 5 個，可配置）；
• 在采樣的這批 key 中，選擇 最久未使用的一個 淘汰；
• 如果內存還是不足，就繼續(xù)隨機采樣，直到釋放出足夠的內存。

# 默認采樣 5 個 key
maxmemory-samples 5
# 可以調大，比如 20，提高淘汰的準確度，但 CPU 開銷也會增加
maxmemory-samples 20

LFU 需要記錄每個 key 的訪問頻率，Redis 使用的是 對數遞增計數器（log counter），避免計數無限增長。淘汰機制類似LRU。

# 訪問頻率遞減的時間因子（越大，計數越快衰減）
lfu-decay-time 1

總結

持久化

• RDB：快照，全量備份，快速恢復，但可能丟數據；
• AOF：日志，數據更安全，但文件更大；
• 混合：結合兩者優(yōu)點，推薦生產使用。

淘汰策略

• noeviction：安全，但可能拒絕服務；
• LRU / LFU：常用，適合緩存業(yè)務；
• 選擇合適的策略，避免 OOM。

以上為個人經驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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