面试题：缓存设计之Redis内存淘汰策略

Question

在Redis中，常见的内存淘汰策略有哪些？请详细说明每种策略的适用场景，并举例说明在一个用户会话缓存场景中，你会选择哪种策略以及原因。

Answer 1

常见内存淘汰策略

1. noeviction
   • 适用场景：当应用程序不希望因为内存不足而删除任何数据，宁愿在内存不足时返回错误，适用于不允许数据丢失的场景，如数据库持久化数据的缓存。
   • 举例：在一个金融交易系统中，缓存了一些交易配置信息，这些信息不允许丢失，使用noeviction策略，即使内存不足也不会删除配置，而是返回错误让应用程序处理。
2. volatile - lru
   • 适用场景：适用于缓存中有设置过期时间的数据，并且希望优先淘汰最近最少使用的具有过期时间的键。常用于一般性的缓存场景，既能保证缓存数据的时效性，又能根据使用频率淘汰不常用数据。
   • 举例：电商系统中，商品的一些临时促销信息缓存，设置了过期时间，使用volatile - lru策略，会优先淘汰长时间未被访问的促销信息缓存。
3. volatile - ttl
   • 适用场景：适用于希望优先淘汰剩余生存时间（TTL）较短的键的场景。例如，缓存一些时效性非常强的数据，如限时秒杀活动的缓存。
   • 举例：某限时1小时的秒杀活动，缓存了活动相关信息，使用volatile - ttl策略，会优先淘汰剩余时间接近1小时的活动缓存数据。
4. volatile - random
   • 适用场景：在需要随机淘汰具有过期时间键的场景下使用，例如在一些对数据一致性要求不高，且希望通过随机淘汰来释放内存的场景。
   • 举例：一个简单的广告展示缓存，展示的广告内容经常更新，使用volatile - random策略随机淘汰过期广告缓存数据。
5. allkeys - lru
   • 适用场景：应用于缓存中所有数据都可能被淘汰的场景，优先淘汰最近最少使用的键。广泛应用于通用的缓存场景，通过淘汰不常用数据来保证缓存空间。
   • 举例：一个内容管理系统的缓存，缓存了文章、图片等各种数据，使用allkeys - lru策略，优先淘汰长时间未被访问的内容缓存。
6. allkeys - random
   • 适用场景：随机淘汰所有键，适用于对数据淘汰顺序没有特定要求，只是单纯为了释放内存的场景，并且对数据一致性要求不高。
   • 举例：在开发测试环境中，为了快速模拟内存不足情况，可能使用allkeys - random随机淘汰键。

用户会话缓存场景策略选择及原因

在用户会话缓存场景中，建议选择allkeys - lru策略。原因如下：用户会话缓存中的数据通常没有设置明确的过期时间，但随着用户数量的增加和会话的持续，缓存可能会占用大量内存。allkeys - lru策略可以优先淘汰长时间未被使用的用户会话数据，这样能保证活跃用户的会话数据始终在缓存中，提高系统性能。例如，一个在线教育平台，用户登录后会产生会话缓存，使用allkeys - lru策略，能保证经常参与课程学习、互动的用户会话不被淘汰，而淘汰长时间未活跃的用户会话缓存，有效管理内存。