首先需要明確的是，在 Redis 中，過期策略與內存淘汰策略是兩個不同的概念。過期策略是指 Redis 如何刪除已過期的鍵值對；而內存淘汰機制則是指當 Redis 占用的內存超過設定的最大值時，采用何種規(guī)則刪除部分數據，從而確保服務持續(xù)高效運行。

一、Redis 的內存上限

內存淘汰機制觸發(fā)的前提，是 Redis 使用的內存達到了預設的閾值，即配置文件中通過 maxmemory 參數設定的最大內存值。

內存淘汰的整體流程可以概括為以下步驟：

二、如何查看當前內存上限

通過執(zhí)行 config get maxmemory 命令，可以查看當前設置的最大運行內存

127.0.0.1:6379> config get maxmemory
1) "maxmemory"
2) "0"

如果返回值為 0，在 64 位系統(tǒng)中代表沒有內存限制。值得注意的是，32 位系統(tǒng)默認的最大內存限制為 3GB。

三、內存淘汰策略詳解

3.1 查看當前策略

使用 config get maxmemory-policy 命令可以查詢當前生效的內存淘汰策略：

127.0.0.1:6379> config get maxmemory-policy
1) "maxmemory-policy"
2) "noeviction"

以上結果顯示，當前策略為 noeviction，即當內存不足時拒絕寫入新數據，但不會淘汰現有數據。

3.2 策略分類

Redis 早期版本主要支持以下 6 種淘汰策略：

• noeviction：不淘汰數據，內存不足時新寫入操作將返回錯誤（默認策略）。
• allkeys-lru：從所有鍵中淘汰最久未使用的鍵。
• allkeys-random：從所有鍵中隨機淘汰。
• volatile-lru：從設置了過期時間的鍵中淘汰最久未使用的鍵。
• volatile-random：從設置了過期時間的鍵中隨機淘汰。
• volatile-ttl：優(yōu)先淘汰過期時間更早的鍵。

自 Redis 4.0 起，新增了兩種基于使用頻率的策略：

• volatile-lfu：從設置了過期時間的鍵中淘汰使用頻率最低的鍵。
• allkeys-lfu：從所有鍵中淘汰使用頻率最低的鍵。

策略名稱中的 allkeys- 表示從全部鍵中選擇淘汰對象，而 volatile- 表示僅從設置了過期時間的鍵中選擇。

3.3 如何修改淘汰策略

調整內存淘汰策略主要有以下兩種方式，各有適用場景：

方法一：動態(tài)配置

執(zhí)行命令 config set maxmemory-policy <策略>。 優(yōu)點：立即生效，無需重啟服務。 缺點：重啟后配置會丟失。

方法二：配置文件修改

在 Redis 配置文件中設置 maxmemory-policy <策略>。 優(yōu)點：配置持久化，重啟后仍有效。 缺點：需要重啟 Redis 服務才能生效。

四、核心淘汰算法解析

除了隨機刪除與禁止刪除之外，Redis 主要實現了兩種淘汰算法：LRU 與 LFU。

4.1 LRU 算法

LRU（Least Recently Used，最近最少使用）是一種常見的緩存淘汰算法，其核心思想是：如果數據最近被訪問過，那么將來被訪問的概率也更高。

1. 算法原理

典型的 LRU 算法通常通過鏈表實現：最新訪問的元素被移到鏈表頭部，淘汰時則移除鏈表尾部的元素。

2. Redis 的近似 LRU 實現

為了平衡精度與內存開銷，Redis 并未實現嚴格的 LRU，而是采用近似 LRU 算法：在鍵對象中記錄最近一次訪問的時間戳，淘汰時隨機抽取若干鍵（默認 5 個），從中淘汰最久未被訪問的鍵。

3. 算法的局限性

LRU 算法容易受到“偶然訪問”的影響：一個長期未被訪問的鍵，如果偶然被訪問一次，就會在短期內免于被淘汰，即使其實際使用頻率很低。為此，Redis 在 4.0 版本引入了 LFU 算法。

4.2 LFU 算法

LFU（Least Frequently Used，最不經常使用）算法的淘汰依據是數據的訪問頻率，認為過去被頻繁訪問的數據未來也更可能被使用。

在 Redis 中，LFU 信息存儲在鍵對象頭中：

typedef struct redisObject {
    unsigned type:4;
    unsigned encoding:4;
    unsigned lru:LRU_BITS; /* 用于 LRU 時間或 LFU 數據（低 8 位存儲頻率，高 16 位存儲上次衰減時間） */
    int refcount;
    void *ptr;
} robj;

LFU 的實現分為兩部分：

• logc（logistic counter）：8 位，用于存儲訪問頻率，范圍 0~255，值越小表示使用越少，越容易被淘汰。
• ldt（last decrement time）：16 位，記錄上一次頻率衰減的時間戳。

通過頻率衰減機制，LFU 能夠更好地反映數據的長期訪問熱度，避免歷史高頻訪問但近期不再使用的數據長期占據內存。

五、總結

當 Redis 緩存容量達到上限時，其行為取決于配置的內存淘汰策略。通過合理設置 maxmemory 與 maxmemory-policy，可以在內存不足時自動按規(guī)則清理數據，從而保證服務的可用性。

Redis 提供了從不淘汰到基于時間、隨機性、訪問頻率等多種策略，目前共有 8 種可選策略，默認策略 noeviction 在內存滿時會拒絕寫入操作。理解不同策略的適用場景，結合實際業(yè)務特點進行配置，是保證 Redis 高效穩(wěn)定運行的關鍵之一。