面试题：Redis内存回收机制中，常见的触发条件有哪些？

Question

请阐述在Redis内存回收机制下，一般会在哪些情况下触发内存回收操作，以及这些触发条件对Redis性能可能产生的影响。

Answer 1

触发内存回收操作的情况

1. 达到maxmemory限制：当Redis使用的内存达到maxmemory配置项所设定的内存上限时，就会触发内存回收。Redis提供了多种内存淘汰策略（如noeviction、volatile-lru、allkeys-lru、volatile-random、allkeys-random、volatile-ttl等），根据不同策略决定淘汰哪些数据来释放内存。
2. 过期键清理：Redis会定期主动检查过期的键，默认每秒进行10次过期扫描（可通过hz配置项调整频率）。在扫描过程中，会删除那些已经过期的键值对，从而释放内存。此外，当客户端访问一个过期的键时，也会触发对该过期键的删除操作，回收内存。

对Redis性能的影响

1. 达到maxmemory限制时：
   • noeviction策略：如果采用该策略，当内存达到上限后，再进行写操作会返回错误，读操作不受影响。这种情况下，虽然不会因为数据淘汰而产生额外开销，但业务的写操作会失败，影响业务的正常运行。
   • LRU和Random策略：无论是volatile-lru、allkeys-lru还是volatile-random、allkeys-random策略，在触发内存回收时，都需要遍历数据来选择要淘汰的键值对。LRU策略相对更复杂，需要维护键的访问时间信息，这在一定程度上会增加CPU的开销。大量的淘汰操作可能导致CPU使用率升高，从而影响Redis处理其他请求的性能，例如响应时间变长，吞吐量下降。
   • volatile-ttl策略：此策略淘汰的是设置了过期时间且剩余存活时间较短的键。同样需要遍历数据，不过相比LRU策略，它不需要额外维护访问时间信息，开销相对较小，但仍可能因为遍历操作增加CPU负担，对性能产生一定影响。
2. 过期键清理时：
   • 定期主动扫描：每秒10次的过期扫描频率如果设置过高，会占用较多的CPU资源，影响Redis处理其他请求的性能。但如果频率过低，过期键不能及时清理，可能导致内存长时间占用过高。
   • 被动删除：客户端访问过期键触发的删除操作，一般情况下对性能影响较小，因为这是按需进行的操作，不会像定期扫描那样集中消耗资源。但如果大量过期键集中被访问，也可能在短时间内增加CPU开销，影响性能。