Redis作为一种高性能的键值存储系统，广泛应用于缓存、消息中间件等场景。在Redis中，数据的过期策略和淘汰策略对于内存管理和系统性能至关重要。本文将详细介绍Redis的过期策略和淘汰策略，并提供相应的例子代码。

一、Redis的过期策略

Redis支持对键值对设置过期时间，当过期时间到达时，Redis会自动触发过期键删除策略，将过期的键值对从内存中删除以释放内存空间。Redis主要采用了以下几种过期策略：

1. 定时删除

定时删除策略会为每个设置了过期时间的键创建一个定时器，当过期时间到达时，自动删除该键。这种策略可以确保键在过期时间到达时立即被删除，但会占用大量的CPU资源，尤其是在存在大量设置了过期时间的键时，CPU开销会非常高。Redis并不推荐这种策略，因为它会严重影响Redis的性能。

2. 惰性删除

惰性删除策略不会主动删除过期的键，而是在每次访问键时，检查该键是否过期，如果过期则删除。这种策略对CPU友好，因为只有在实际需要该键时才会进行过期检查。但是，它可能导致过期键在内存中长时间占用空间，如果过期键长时间没有被访问，内存将无法得到释放。

3. 定期删除

定期删除策略是定时删除和惰性删除的一种折中方案。Redis会周期性地执行过期键扫描操作，删除其中的过期键。具体扫描的频率和数量可以通过Redis的配置文件（redis.conf）中的hz参数来设置，默认值为10，表示每秒钟执行10次扫描。在扫描过程中，Redis会随机选择一定数量的键进行检查，并删除其中的过期键。这种策略既避免了惰性删除可能导致的内存占用问题，又减少了定时删除对CPU资源的高消耗。

例子代码

设置键的过期时间：

# Redis命令行设置过期时间 mykey  # 设置键mykey的过期时间为秒

4. 随机删除

随机删除策略并不是Redis的默认策略，但在某些场景下可能会使用到。它将设置过期时间的键放在一个字典中，并设置一个虚拟时间，每次随机删除字典中的一部分过期键。这种策略可以避免在同一时间点删除过多的键而导致Redis阻塞。

二、Redis的淘汰策略

当Redis的内存使用达到上限时，需要按照某种策略淘汰部分数据以释放内存。Redis提供了多种淘汰策略，可以在配置文件redis.conf中通过maxmemory-policy参数来设置。

1. noeviction

默认策略，当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错，但删除和读请求可以继续。这种策略可以确保Redis内存不会被其他进程抢占，但可能会导致Redis进程被强制杀死，数据全部丢失，因此不建议在生产环境中使用。

2. allkeys-lru

从所有key中使用LRU（最近最少使用）算法进行淘汰。LRU算法通过记录每个key的最近访问时间，淘汰最长时间未被访问的key。适用于缓存场景，可以确保经常被访问的数据保留在内存中，提高缓存命中率。

3. allkeys-random

从所有key中随机淘汰数据。这种策略不考虑key的访问频率或过期时间，完全随机选择key进行淘汰。在不确定哪些key是热门数据，或者对淘汰策略没有特殊要求的情况下，可以使用这种简单的随机淘汰策略。

4. volatile-lru

从设置了过期时间的key中使用LRU算法进行淘汰。这种策略只针对设置了过期时间的key进行操作，优先淘汰那些最近最少使用且已经设置了过期时间的key。适用于需要设置过期时间，同时希望缓存尽可能保留热门数据的场景。

5. volatile-random

从设置了过期时间的key中随机淘汰。与allkeys-random类似，但这种策略只针对设置了过期时间的key进行操作。在需要淘汰过期key，但又不希望完全依赖LRU算法的情况下，可以使用这种随机淘汰策略。

6. volatile-ttl

在设置了过期时间的key中，淘汰过期时间剩余最短的。这种策略优先淘汰那些即将过期的key，确保Redis存储的数据尽可能新鲜。适用于需要快速淘汰即将过期数据的场景，比如缓存即将失效的会话信息等。

例子代码：

设置Redis淘汰策略：

# Redis命令行设置淘汰策略  maxmemorypolicy volatilelru

或者在redis.conf配置文件中设置：

maxmemorypolicy volatilelrumaxmemory 100mb # 设置Redis最大内存限制为100MB

三、总结

Redis的过期策略和淘汰策略对于内存管理和系统性能至关重要。通过合理配置这些策略，可以确保Redis在内存使用达到上限时，能够按照预定的规则淘汰部分数据，以释放内存空间。同时，通过合理的过期策略，可以确保过期的键值对能够及时被删除，避免内存的浪费。在实际应用中，建议根据业务需求和数据特点，选择最合适的过期和淘汰策略。