第5章 内存的生死簿
文档摘要
第5章 内存的生死簿 章节摘要：本章跟着一个键的一生走：从 SET 那一刻的诞生，到 EXPIRE 设定的死期，再到内存告急时被淘汰算法选中出局。过期删除的惰性加定期组合、八种淘汰策略、以及缓存三大经典故障的对策，都围绕"内存有限，谁该死"这个冷酷问题展开。 一条主线 凌晨三点告警：Redis 内存使用率 95%，写入开始失败。复盘发现一批没设 TTL 的临时键堆积如山。这次事故串起本章全部内容：过期时间设了是怎么删的、内存满了按什么规则逐出、以及缓存层自身的穿透击穿雪崩怎么防。主线问题是：在有限的内存里，如何让该死的键及时死、该活的键活得稳。 沿途站点 5.1 过期策略与内存淘汰：过期字典的两段式删除，八种 maxmemory-policy 的取舍。 5.
第5章 内存的生死簿
章节摘要：本章跟着一个键的一生走：从 SET 那一刻的诞生，到 EXPIRE 设定的死期，再到内存告急时被淘汰算法选中出局。过期删除的惰性加定期组合、八种淘汰策略、以及缓存三大经典故障的对策，都围绕"内存有限，谁该死"这个冷酷问题展开。
一条主线
凌晨三点告警：Redis 内存使用率 95%，写入开始失败。复盘发现一批没设 TTL 的临时键堆积如山。这次事故串起本章全部内容：过期时间设了是怎么删的、内存满了按什么规则逐出、以及缓存层自身的穿透击穿雪崩怎么防。主线问题是：在有限的内存里，如何让该死的键及时死、该活的键活得稳。
沿途站点
- 5.1 过期策略与内存淘汰：过期字典的两段式删除，八种 maxmemory-policy 的取舍。
- 5.2 穿透击穿雪崩：缓存层三大故障的结构性成因与工程对策（布隆过滤器、互斥重建、过期打散）。
一个键从生到死的完整路径：
拐点与结论
转折点在 5.1 的"两段式删除"：为什么不一到点就删？因为维护一个全局定时器给亿级键排队，本身比删键更贵。精确性再次被拿去换了吞吐——与渐进式 rehash、HyperLogLog 一脉相承。想通这一点，5.2 的三大故障（本质上都是"该缓存的数据不在了"）的对策也就顺理成章。
本章知识点清单
- 说出过期字典的本质（又一张 dict）与"惰性删除加定期删除"各自兜什么底
- 默写定期删除的节奏：默认每秒十轮、每轮抽样二十个键、过期超四分之一则再来一轮
- 按两个维度（候选范围、挑选规则）复述八种淘汰策略并给出三种典型实例的选择
- 解释近似 LRU 的抽样实现与 LFU 的对数计数衰减，说明"近似"换来的是什么
- 说出监控内存健康的两个计数器：expired_keys 与 evicted_keys 各自的语义
- 区分穿透、击穿、雪崩的成因位置，并各给一个对策与其代价
内存告警的排查顺序，把本章知识串成一条线：
| 观察到的现象 | 先查什么 | 对应小节 |
|---|---|---|
| used_memory 逼近 maxmemory | evicted_keys 是否已在涨、涨速多少 | 5.1 |
| 内存没到顶但键很多没删 | expired_keys 与定期删除轮次 | 5.1 |
| 碎片率异常偏高或低于 1 | 删键潮、写时复制、是否被换出 | 5.1、8.1 |
| 数据库瞬时压力陡增 | 是穿透（查不存在的）还是击穿（热点过期） | 5.2 |
| 大批缓存同时失效回源 | TTL 是否统一、实例是否整体重启 | 5.2 |
排查时先对现象、再查指标、最后回结构——这套顺序与第 8 章的延迟排查互为镜像。
本章动手主线沿用开头那场凌晨告警：先用 INFO 键空间确认"没 TTL 的临时键"这个病灶，再给键补 TTL 并观察 expired_keys 的节奏，最后故意把一批键设成同秒过期、复现一次小型过期风暴、用抖动 TTL 消掉它。一场事故的完整复盘走下来，两节的知识点全部落在手上。
读完你应该
- 说清惰性删除与定期删除的分工及各自的失效场景
- 为缓存型与存储型实例分别选出淘汰策略并给出理由
- 用布隆过滤器的结构原理解释它如何防穿透
- 实现互斥重建与逻辑过期两种击穿对策并比较
- 制定过期时间打散、多级缓存等雪崩预案
下一章的接力
内存里的生死管好了，下一个问题是"重启之后呢"。第 6 章讲持久化：RDB 快照与 AOF 日志，两条把内存搬到磁盘的路。