过期与内存淘汰

用途：解释“内存打满”“缓存命中率突然下降”，并正确配置淘汰策略

过期删除机制

Redis 采用两种组合：

1. 惰性删除：访问 key 时才判断是否过期，过期则删除。CPU 友好，但未被访问的过期 key 长期占内存。
2. 定期删除：后台周期任务随机抽样若干带 TTL 的 key，删除其中已过期的；若过期比例超阈值则重复。

含义：过期不等于立即释放内存。大量 key 同时到期会造成 CPU 尖峰与延迟毛刺，因此 TTL 要打散。

淘汰策略（maxmemory-policy）

策略	行为	适用
noeviction	写命令报错（默认）	不允许丢数据的场景，需容量告警
allkeys-lru / allkeys-lfu	全体 key 中按最近使用/频率淘汰	通用缓存
volatile-lru / volatile-lfu	只在带 TTL 的 key 中淘汰	混合用途实例（部分数据希望常驻）
allkeys-random / volatile-random	随机淘汰	访问均匀的场景
volatile-ttl	优先淘汰剩余 TTL 最短的	想让短生命周期数据先走

注意：volatile-* 在没有可淘汰 key 时行为退化为报错。

LRU/LFU 的实现细节

Redis 不做精确 LRU，而是近似 LRU：每个对象记录 lru 时钟，淘汰时随机采样 maxmemory-samples（默认 5）个 key 比较，取最久未用者。采样数越大越接近 LRU，CPU 成本越高。

lfu-log-factor 与 lfu-decay-time 控制频率计数（对数递增 + 衰减），适合访问分布长尾的缓存。

内存治理动作

1. 设 maxmemory 为实例可用内存的合理比例（留 fork 与缓冲余量）。
2. 监控 evicted_keys、expired_keys、used_memory vs maxmemory、碎片率；淘汰发生意味着命中率下降，要告警。
3. 大 key 扫描（--bigkeys、MEMORY USAGE）与热 key 识别（--hotkeys、INFO commandstats、monitor 慎用）。
4. 区分“缓存”与“存储”用途：混用会让淘汰策略互相伤害，最佳实践是拆实例。
5. 给缓存类 key 一律设 TTL，并避免把无 TTL 的常驻数据塞满实例。

常见误区

误区	修正
内存满才发现没设 maxmemory	未设时可能撑爆 OS 内存并被 OOMKill
用 volatile-lru 但所有 key 都无 TTL	无可淘汰对象，写直接失败
认为过期 key 会立刻释放	惰性 + 采样删除，内存下降有延迟
淘汰策略当容量方案	容量不足应扩容或清理，而不是靠淘汰兜底
大量 key 设同一 TTL	集中过期造成抖动与雪崩

延伸阅读

• Redis 官方文档：Key expiration、LRU cache、Data eviction
• 《Redis 设计与实现》客户端与服务器部分