1、設置redis使用LRU算法
LRU(Least Recently Used)最近最少使用算法是眾多置換算法中的一種。?
Redis中有一個maxmemory概念，主要是為了將使用的內存限定在一個固定的大小。Redis用到的LRU 算法，是一種近似的LRU算法。
(1)設置maxmemory
上面已經說過maxmemory是為了限定Redis最大內存使用量。有多種方法設定它的大小。其中一種方法是通過CONFIG SET設定，如下：
127.0.0.1:6379>?CONFIG?GET?maxmemory 1)?"maxmemory" 2)?"0" 127.0.0.1:6379>?CONFIG?SET?maxmemory?100MB OK 127.0.0.1:6379>?CONFIG?GET?maxmemory 1)?"maxmemory" 2)?"104857600"
另一種方法是修改配置文件redis.conf：
maxmemory?100mb
注意，在64bit系統下，maxmemory設置為0表示不限制Redis內存使用，在32bit系統下，maxmemory隱式不能超過3GB。?
當Redis內存使用達到指定的限制時，就需要選擇一個置換的策略。
(2)置換策略
當Redis內存使用達到maxmemory時，需要選擇設置好的maxmemory-policy進行對老數據的置換。?
下面是可以選擇的置換策略：
-
noeviction: 不進行置換，表示即使內存達到上限也不進行置換，所有能引起內存增加的命令都會返回error
-
allkeys-lru: 優先刪除掉最近最不經常使用的key，用以保存新數據
-
volatile-lru: 只從設置失效（expire set）的key中選擇最近最不經常使用的key進行刪除，用以保存新數據
-
allkeys-random: 隨機從all-keys中選擇一些key進行刪除，用以保存新數據
-
volatile-random: 只從設置失效（expire set）的key中，選擇一些key進行刪除，用以保存新數據
-
volatile-ttl: 只從設置失效（expire set）的key中，選出存活時間（TTL）最短的key進行刪除，用以保存新數據
需要注意的是：
（1）設置maxmemory-policy的方法和設置maxmemory方法類似，通過redis.conf或是通過CONFIG SET動態修改。
（2）如果沒有匹配到可以刪除的key，那么volatile-lru、volatile-random和volatile-ttl策略和noeviction替換策略一樣——不對任何key進行置換。
（3）選擇合適的置換策略是很重要的，這主要取決于你的應用的訪問模式，當然你也可以動態的修改置換策略，并通過用Redis命令——INFO去輸出cache的命中率情況，進而可以對置換策略進行調優。
一般來說，有這樣一些常用的經驗：
-
在所有的key都是最近最經常使用，那么就需要選擇allkeys-lru進行置換最近最不經常使用的key，如果你不確定使用哪種策略，那么推薦使用allkeys-lru。
-
如果所有的key的訪問概率都是差不多的，那么可以選用allkeys-random策略去置換數據。
-
如果對數據有足夠的了解，能夠為key指定hint（通過expire/ttl指定），那么可以選擇volatile-ttl進行置換。
volatile-lru?和?volatile-random經常在一個Redis實例既做cache又做持久化的情況下用到，然而，更好的選擇使用兩個Redis實例來解決這個問題。
設置是失效時間expire會占用一些內存，而采用allkeys-lru就沒有必要設置失效時間，進而更有效的利用內存。
(3)置換策略是如何工作的
理解置換策略的執行方式是非常重要的，比如：
-
客戶端執行一條新命令，導致數據庫需要增加數據（比如set key value）
-
Redis會檢查內存使用，如果內存使用超過maxmemory，就會按照置換策略刪除一些key
-
新的命令執行成功
我們持續的寫數據會導致內存達到或超出上限maxmemory，但是置換策略會將內存使用降低到上限以下。
如果一次需要使用很多的內存（比如一次寫入一個很大的set），那么，Redis的內存使用可能超出最大內存限制一段時間。
(4)近似LRU算法
Redis中的LRU不是嚴格意義上的LRU算法實現，是一種近似的LRU實現，主要是為了節約內存占用以及提升性能。Redis有這樣一個配置——maxmemory-samples，Redis的LRU是取出配置的數目的key，然后從中選擇一個最近最不經常使用的key進行置換，默認的5，如下：
maxmemory-samples?5
可以通過調整樣本數量來取得LRU置換算法的速度或是精確性方面的優勢。
Redis不采用真正的LRU實現的原因是為了節約內存使用。雖然不是真正的LRU實現，但是它們在應用上幾乎是等價的。下圖是Redis的近似LRU實現和理論LRU實現的對比：
測試開始首先在Redis中導入一定數目的key，然后從第一個key依次訪問到最后一個key，因此根據LRU算法第一個被訪問的key應該最新被置換，之后再增加50%數目的key，導致50%的老的key被替換出去。?
在上圖中你可以看到三種類型的點，組成三種不同的區域：
-
淡灰色的是被置換出去的key
-
灰色的是沒有被置換出去的key
-
綠色的是新增加的key
理論LRU實現就像我們期待的那樣，最舊的50%數目的key被置換出去，Redis的LRU將一定比例的舊key置換出去。
可以看到在樣本數為5的情況下，Redis3.0要比Redis2.8做的好很多，Redis2.8中有很多應該被置換出去的數據沒有置換出去。在樣本數為10的情況下，Redis3.0很接近真正的LRU實現。
LRU是一個預測未來我們會訪問哪些數據的模型，如果我們訪問數據的形式接近我們預想——冪律，那么近似LRU算法實現將能處理的很好。
在模擬測試中我們可以發現，在冪律訪問模式下，理論LRU和Redis近似LRU的差距很小或者就不存在差距。
如果你將maxmemory-samples設置為10，那么Redis將會增加額外的CPU開銷以保證接近真正的LRU性能，可以通過檢查命中率來查看有什么不同。
通過CONFIG SET maxmemory-samples
2、LRU的實現
<?php /** * LRU是最近最少使用頁面置換算法(Least Recently Used),也就是首先淘汰最長時間未被使用的頁面 */ class LRU_Cache { private $array_lru = array(); private $max_size = 0; function __construct($size) { // 緩存最大存儲 $this->max_size?=?$size; ????} ????public?function?set_value($key,?$value) ????{ ????????//?如果存在，則向隊尾移動，先刪除，后追加 ????????//?array_key_exists()?函數檢查某個數組中是否存在指定的鍵名，如果鍵名存在則返回true，如果鍵名不存在則返回false。 ????????if?(array_key_exists($key,?$this->array_lru))?{ ????????????//?unset()?銷毀指定的變量。 ????????????unset($this->array_lru[$key]); ????????} ????????//?長度檢查，超長則刪除首元素 ????????if?(count($this->array_lru)?>?$this->max_size)?{ ????????????//?array_shift()?函數刪除數組中第一個元素，并返回被刪除元素的值。 ????????????array_shift($this->array_lru); ????????} ????????//?隊尾追加元素 ????????$this->array_lru[$key]?=?$value; ????} ????public?function?get_value($key) ????{ ????????$ret_value?=?false; ????????if?(array_key_exists($key,?$this->array_lru))?{ ????????????$ret_value?=?$this->array_lru[$key]; ????????????//?移動到隊尾 ????????????unset($this->array_lru[$key]); ????????????$this->array_lru[$key]?=?$ret_value; ????????} ????????return?$ret_value; ????} ????public?function?vardump_cache() ????{ ????????echo?"<br>"; ????????var_dump($this->array_lru); ????} } $cache?=?new?LRU_Cache(5);??????????????????????????//?指定了最大空間?6 $cache->set_value("01",?"01"); $cache->set_value("02",?"02"); $cache->set_value("03",?"03"); $cache->set_value("04",?"04"); $cache->set_value("05",?"05"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->set_value("06",?"06"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->set_value("03",?"03"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->set_value("07",?"07"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->set_value("01",?"01"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->get_value("04"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->get_value("05"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>"; $cache->get_value("10"); $cache->vardump_cache(); echo?"<br>";
更多redis知識請關注redis入門教程欄目。
