大家都應(yīng)該知道的Redis過期鍵與過期策略

今天，我和大家分享一篇關(guān)于 Redis 有關(guān)過期鍵的內(nèi)容，主要有四個(gè)內(nèi)容：

• 如何設(shè)置過期鍵
• 如何取消設(shè)置的過期時(shí)間
• 過期鍵的過期策略是怎樣的
• RDB、AOF 和復(fù)制對(duì)過期鍵的處理又是怎樣的

設(shè)置鍵的生存時(shí)間或過期時(shí)間

redis 一共有 4 個(gè)命令來設(shè)置鍵的生存時(shí)間（可以存活多久）或過期時(shí)間（什么時(shí)候被刪除）

• expire key> ttl>：將 key 的生存時(shí)間設(shè)置為 ttl 秒
• pexpire key> ttl>：將 key 的生存時(shí)間設(shè)置為 ttl 毫秒
• expireat key> timestamp>：將 key 的過期時(shí)間設(shè)置為 timestamp 所指定的秒數(shù)時(shí)間戳
• pexpireat key> ttl>：將 key 的過期時(shí)間設(shè)置為 timestamp 所指定的毫秒數(shù)時(shí)間戳

上述四種命令本質(zhì)上都是通過 pexpireat 命令來實(shí)現(xiàn)的。

例子：
127.0.0.1:6379> set a test
OK
127.0.0.1:6379> EXPIRE a 5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get a // 距離設(shè)置生存時(shí)間命令的 5 秒內(nèi)執(zhí)行
"test"
127.0.0.1:6379> get a // 距離設(shè)置生存時(shí)間命令的 5 秒后執(zhí)行
(nil)

127.0.0.1:6379> set b 12
OK
127.0.0.1:6379> EXPIREAT b 1545569500
(integer) 1
127.0.0.1:6379> time
1) "1545569486"
2) "108616"
127.0.0.1:6379> get b // 距離設(shè)置 1545569500 所指定的秒數(shù)時(shí)間戳內(nèi)執(zhí)行
"12"
127.0.0.1:6379> time
1) "1545569506"
2) "208567"
127.0.0.1:6379> get b // 距離設(shè)置 1545569500 所指定的秒數(shù)時(shí)間戳后執(zhí)行
(nil)

如果自己不小心設(shè)置錯(cuò)了過期時(shí)間，那么我們可以刪除先前的過期時(shí)間

移除過期時(shí)間

persist key> 命令可以移除一個(gè)鍵的過期時(shí)間，舉個(gè)栗子：

127.0.0.1:6379> EXPIRE c 1000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl c // 有過期時(shí)間
(integer) 9996
127.0.0.1:6379> PERSIST c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl c // 無(wú)過期時(shí)間
(integer) -1

PS：ttl 是以秒為單位，返回鍵的剩余生存時(shí)間；同理還有 pttl 命令是以毫秒為單位，返回鍵的剩余生存時(shí)間

此時(shí)，如果我們沒有移除過期時(shí)間，那么如果一個(gè)鍵過期了，那它什么時(shí)候會(huì)被刪除呢？

這個(gè)問題就會(huì)有以下三種答案了，它們分別代表三種不同的刪除策略

過期鍵的刪除策略

定時(shí)刪除

在設(shè)置鍵的過期時(shí)間的同時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器，讓定時(shí)器在鍵的過期時(shí)間來臨時(shí)，立即執(zhí)行對(duì)鍵的刪除操作。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)內(nèi)存最友好的?？梢约皶r(shí)釋放鍵所占用的內(nèi)存。

缺點(diǎn)：對(duì) CPU 不友好。特別在過期鍵比較多的情況下，刪除過期鍵會(huì)占用相當(dāng)一部分 CPU 時(shí)間。同時(shí)在內(nèi)存不緊張，CPU 緊張的情況下，將 CPU 用在刪除和當(dāng)前任務(wù)不想關(guān)的過期鍵上，無(wú)疑會(huì)對(duì)服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間和吞吐量造成影響。

惰性刪除

放任鍵過期不管，但是每次從鍵空間中讀寫鍵時(shí)，都會(huì)檢查取得的鍵是否過期。如果過期就刪除該刪，否則就返回該鍵。（PS：鍵空間是一個(gè)保存了數(shù)據(jù)庫(kù)所有鍵值對(duì)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）

優(yōu)點(diǎn)：對(duì) CPU 最友好。只有在操作的時(shí)候進(jìn)行過期檢查，刪除的目標(biāo)僅限于當(dāng)前需要處理的鍵，不會(huì)在刪除其他無(wú)關(guān)本次操作的過期鍵上花費(fèi)任何 CPU 時(shí)間。

缺點(diǎn)：對(duì)內(nèi)存不友好。這個(gè)十分容易理解了，鍵過期了，但因?yàn)橐恢睕]有被訪問到，所以一直保留著（除非手動(dòng)執(zhí)行 flushdb 操來于清空當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有 key。），相當(dāng)于內(nèi)存泄漏。

定期刪除

每隔一段時(shí)間，程序就對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢查，刪除里面的過期鍵。至于要?jiǎng)h除多少過期鍵，以及檢查多少數(shù)據(jù)庫(kù)，則有算法決定。

該策略是上述兩種策略的折中方案，需要通過實(shí)際情況，來設(shè)置刪除操作的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)和頻率。

明白了過期鍵的刪除策略后，那 redis 服務(wù)器又是采用什么策略來刪除過期鍵的呢？

實(shí)際上，Redis 服務(wù)器使用的是惰性刪除和定期刪除兩種策略，通過配合使用，服務(wù)器可以很好的平衡 CPU 和內(nèi)存。

其中惰性刪除為 redis 服務(wù)器內(nèi)置策略。而定期刪除可以通過以下兩種方式設(shè)置：

• 配置 redis.conf 的 hz 選項(xiàng)，默認(rèn)為10 （即 1 秒執(zhí)行 10 次，值越大說明刷新頻率越快，對(duì) Redis 性能損耗也越大）
• 配置 redis.conf 的 maxmemory 最大值，當(dāng)已用內(nèi)存超過 maxmemory 限定時(shí)，就會(huì)觸發(fā)主動(dòng)清理策略

RDB 對(duì)過期鍵的處理

生成 RDB 文件

程序會(huì)被數(shù)據(jù)庫(kù)中的鍵進(jìn)行檢查，過期的鍵不會(huì)被保存到新創(chuàng)建的 RDB 文件中。因此數(shù)據(jù)庫(kù)中的過期鍵不會(huì)對(duì)生成新的 RDB 文件造成影響

載入 RDB 文件

這里需要分情況說明：

• 如果服務(wù)器以主服務(wù)器模式運(yùn)行，則在載入 RDB 文件時(shí)，程序會(huì)對(duì)文件中保存的鍵進(jìn)行檢查，過期鍵不會(huì)被載入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。所以過期鍵不會(huì)對(duì)載入 RDB 文件的主服務(wù)器造成影響。
• 如果服務(wù)器以從服務(wù)器模式運(yùn)行，則在載入 RDB 文件時(shí)，不論鍵是否過期都會(huì)被載入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。但由于主從服務(wù)器在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步時(shí)，從服務(wù)器的數(shù)據(jù)會(huì)被清空。所以一般來說，過期鍵對(duì)載入 RDB 文件的從服務(wù)器也不會(huì)造成影響。

AOF 對(duì)過期鍵的處理

AOF 文件寫入

當(dāng)服務(wù)器以 AOF 持久化模式運(yùn)行時(shí)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)某個(gè)過期鍵還沒被刪除，那么 AOF 文件不會(huì)因?yàn)檫@個(gè)過期鍵而產(chǎn)生任何影響，依舊保留。

而當(dāng)過期鍵被刪除后，那么程序會(huì)向 AOF 文件追加一條 DEL 命令來顯式地記錄該鍵被刪除。

AOF 重寫

執(zhí)行 AOF 重寫過程中，也會(huì)被數(shù)據(jù)庫(kù)的鍵進(jìn)行檢查，已過期的鍵不會(huì)被保存到重寫后的 AOF 文件中。因此不會(huì)對(duì) AOF 重寫造成影響

復(fù)制對(duì)過期鍵的處理

當(dāng)服務(wù)器運(yùn)行在復(fù)制模式下，由主服務(wù)器來控制從服務(wù)器的刪除過期鍵動(dòng)作，目的是保證主從服務(wù)器數(shù)據(jù)的一致性。

那到底是怎么控制的呢？

• 主服務(wù)器刪除一個(gè)過期鍵后，會(huì)向所有從服務(wù)器發(fā)送一個(gè) DEL 命令，告訴從服務(wù)器刪除這個(gè)過期鍵
• 從服務(wù)器接受到命令后，刪除過期鍵

PS:從服務(wù)器在接收到客戶端對(duì)過期鍵的讀命令時(shí)，依舊會(huì)返回該鍵對(duì)應(yīng)的值給客戶端，而不會(huì)將其刪除。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。