1、簡介

• Redis 中的 LRU（Least Recently Used）和 LFU（Least Frequently Used）算法是用于決定在內存空間不足時，哪些鍵（key）應該被刪除以釋放空間的策略。
• 這兩種算法都試圖通過跟蹤鍵的使用情況來優化緩存的性能。

2、LRU? 算法

• LRU 是一種常用的頁面置換算法，它選擇最久未使用的頁面予以淘汰。
• 在 Redis 中，LRU 策略用于當內存達到 maxmemory 限制時，選擇哪些鍵進行刪除。然而，Redis 的 LRU 實現并不是嚴格意義上的 LRU，因為它采用了近似 LRU 算法，以節省內存和提高性能。
• Redis 的近似 LRU 算法通過隨機采樣一部分鍵，并基于這些鍵的訪問時間來決定哪些鍵最久未使用。具體來說，Redis 會為每個鍵維護一個訪問時間戳，當需要淘汰鍵時，它會隨機選擇一部分鍵，并比較這些鍵的訪問時間戳，淘汰最久未使用的鍵。

3、 LFU 算法

• LFU 是一種基于訪問頻率的頁面置換算法，它選擇訪問頻率最低的頁面予以淘汰。在 Redis 4.0 及更高版本中，引入了 LFU 淘汰策略。
• LFU 策略跟蹤每個鍵的訪問頻率，并據此決定哪些鍵應該被刪除。與 LRU 不同，LFU 不依賴于時間戳，而是根據鍵的訪問次數來判斷其“新鮮度”。
• 在 Redis 中，LFU 使用一個 8 位的計數器來記錄每個鍵的訪問頻率，每當鍵被訪問時，計數器就會增加。當需要淘汰鍵時，Redis 會選擇訪問頻率最低的鍵進行刪除。
• 為了更精確地跟蹤訪問頻率，Redis 的 LFU 計數器采用了衰減機制。如果一個鍵在一段時間內沒有被訪問，它的計數器值會逐漸減小，從而反映出該鍵的“過時”程度。
• 這種機制有助于 Redis 在淘汰鍵時更好地平衡新數據和舊數據。

4、LRU與LFU算法的區別

• LRU（Least Recently Used）：最近最少使用算法，認為長時間不使用的數據在未來被使用的可能性也很小。Redis中LRU算法的實現采用了隨機抽樣的方式，提升了性能。
• LFU（Least Frequently Used）：最不常用算法，根據數據的訪問頻率來決定哪些數據應當被淘汰。LFU算法更加重視元素的訪問頻率，而非最近一次訪問時間。

5、配置和使用

在 Redis 配置文件中（通常是 redis.conf），你可以通過 maxmemory-policy 選項來設置淘汰策略。對于 LRU 和 LFU 策略，你可以分別使用以下值：

• volatile-lru：對設置了過期時間的數據使用 LRU 算法淘汰。
• allkeys-lru：對所有數據使用 LRU 算法淘汰。
• volatile-lfu：對設置了過期時間的數據使用 LFU 算法淘汰。
• allkeys-lfu：對所有數據使用 LFU 算法淘汰。