前言
在上篇文章中讲述了内存的易失性催生的持久化机制，解决了数据丢失的问题，这篇文章来讲一下内存的有限性（容量有限）催生的核心机制------内存淘汰机制，以及 key 过期该如何处理？
大家要分清：过期清理是Key 自然到期后的被动回收 ，内存淘汰是内存不足时的主动驱逐
一、内存淘汰机制
1.定义
Redis是内存数据库，内存容量有限（即使是服务器内存，也无法无限制存储数据）。当Redis内存使用量达到配置的"最大内存上限（maxmemory）"时，若再执行写命令（如set、hset），Redis会触发内存淘汰机制，删除一部分符合条件的key，释放内存空间，确保Redis正常运行------这就是所谓的"key内卷"。
2.淘汰机制分类概述
Redis 淘汰策略由maxmemory-policy配置，分为 4 大类 8 种，核心分为「淘汰范围」+「淘汰规则」：
- 淘汰范围：
allkeys-（所有 Key）、volatile-（仅设置了过期时间的 Key） - 淘汰规则：LRU、LFU、TTL、随机、不淘汰
3.LRU：最近最少使用（看时间）
核心逻辑：淘汰最久没有被访问的 Key，认为长期不用的 Key，未来使用率极低。
Redis 实现近似 LRU，非严格 LRU：随机采样一批 Key，淘汰采样中最久未访问的，减少性能损耗。
allkeys-lru：所有 Key 中淘汰最近最少使用的，通用缓存首选；volatile-lru：仅从带过期时间的 Key 中淘汰，保护永久业务 Key。
如图：尽管Akey使用的频次是最高的，但是在LRU里面只看距离当前时间的长短，因此淘汰Akey
4.LFU：最不经常使用（看频次）
核心逻辑：淘汰一段时间内访问次数最少 的 Key，解决 LRU 缺陷：偶尔访问的热点 Key 会被误删。
LFU 内置访问频次衰减机制，自动降低长期不访问 Key 的计数，避免历史热点长期占用内存。
allkeys-lfu：所有 Key 中淘汰访问频次最低的，命中率优于 LRU，现代 Redis 首选；volatile-lfu：仅从带过期时间的 Key 中淘汰。
5.TTL：按剩余过期时间
核心逻辑：仅针对带过期时间的 Key，优先淘汰剩余存活时间最短的 Key，快过期的 Key 提前释放。（既然你设置了过期时间，反正最终会过期，那我就提前扼杀你）
volatile-ttl：适用于验证码、临时令牌等短期业务数据。
6.随机淘汰 + 禁止淘汰
allkeys-random：所有 Key 随机删除，性能最好但命中率极低，仅测试用；volatile-random：仅带过期时间的 Key 随机删除；noeviction（默认策略）：不淘汰任何 Key，内存满后拒绝所有写命令，适合 Redis 作为数据库存储、不允许丢数据的场景。
二、过期 Key 清理
Redis 为设置了过期时间（EXPIRE）的 Key，提供 3 种过期清理方案，实际采用「惰性删除 + 定期删除」组合策略，平衡 CPU 开销与内存占用。
1. 惰性删除（Lazy Delete）
（1）核心原理
Key 过期后不会立刻删除 ，只有当客户端访问该 Key 时，Redis 才校验过期状态：
-
未过期：正常返回数据；
-
已过期：直接删除 Key，返回空数据。
（2）优缺点
-
优点：CPU 极度友好，只有访问时才触发删除，不会额外消耗 CPU 做无效扫描，最大化利用 Redis 单线程性能。
-
缺点：存在严重内存浪费。若一个过期 Key 长期无人访问，会永久驻留内存，长期积累会导致大量无效数据占用内存。
2. 定时删除（Timed Delete）
（1）核心原理
设置 Key 过期时间时，同步创建定时器，时间一到立即强制删除 Key。
（2）优缺点
-
优点：内存释放最及时，过期即删，无内存残留。
-
缺点：CPU 压力极大 。Redis 是单线程模型，大量定时器会抢占 CPU 资源，影响正常命令执行，严重降低并发性能，Redis 实际未采用该方案。
3. 定期删除（Periodic Delete）
（1）核心原理
Redis每隔固定时间，随机抽取一批设置了过期时间的 Key 进行检查，删除其中已过期的 Key。
-
不会遍历全量 Key：避免全量扫描阻塞主线程；
-
扫描频率 / 数量可控：默认每秒执行 10 次，每次随机抽取 20 个 Key，平衡 CPU 消耗与清理效率。
（2）优缺点
-
优点：弥补惰性删除的内存浪费问题，定时扫描清理过期 Key；同时避免定时删除的 CPU 过载问题。
-
缺点：存在过期 Key 残留，两次扫描间隔内，过期 Key 仍会占用内存。
4.Redis 最终组合方案：惰性删除 + 定期删除
Redis 默认同时启用这两种策略：
- 定期删除：主动扫描清理，避免大量过期 Key 堆积；
- 惰性删除 ：兜底清理，保证访问时过期 Key 必然被删除。二者结合，实现CPU 开销最小化、内存占用合理化的最佳平衡。
三、总结
1.过期 Key 清理 ：Redis 用惰性删除 + 定期删除，平衡 CPU 与内存；定时删除因 CPU 开销过大未采用；
2.内存淘汰机制：4 大类 8 种策略，核心是 LRU（时间）、LFU（频次）、TTL、随机；
3.生产核心原则：过期 Key 靠组合策略兜底，内存淘汰靠 LFU/LRU 保热点，合理配置即可保障 Redis 内存高效稳定。