你应该知道的Redis过时键和过时策略

今天，我和你们分享一篇关于 Redis 有关过时键的内容，主要有四个内容：

1. 如何设置过时键

2. 如何取消设置的过时时间

3. 过时键的过时策略是怎样的

4. RDB、AOF 和复制对过时键的处理又是怎样的

设置键的生存时间或过时时间

redis 一共有 4 个命令来设置键的生存时间（能够存活多久）或过时时间（何时被删除）

• expire ：将 key 的生存时间设置为 ttl 秒
• pexpire ：将 key 的生存时间设置为 ttl 毫秒
• expireat ：将 key 的过时时间设置为 timestamp 所指定的秒数时间戳
• pexpireat ：将 key 的过时时间设置为 timestamp 所指定的毫秒数时间戳

上述四种命令本质上都是经过 pexpireat 命令来实现的。

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 // 距离设置生存时间命令的 5 秒内执行
"test"
127.0.0.1:6379> get a // 距离设置生存时间命令的 5 秒后执行
(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 // 距离设置 1545569500 所指定的秒数时间戳内执行
"12"
127.0.0.1:6379> time
1) "1545569506"
2) "208567"
127.0.0.1:6379> get b // 距离设置 1545569500 所指定的秒数时间戳后执行
(nil)
复制代码

若是本身不当心设置错了过时时间，那么咱们能够删除先前的过时时间

移除过时时间

persist 命令能够移除一个键的过时时间，举个栗子：

127.0.0.1:6379> EXPIRE c 1000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl c   // 有过时时间
(integer) 9996
127.0.0.1:6379> PERSIST c
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl c  // 无过时时间
(integer) -1

PS：ttl 是以秒为单位，返回键的剩余生存时间；同理还有 pttl 命令是以毫秒为单位，返回键的剩余生存时间
复制代码

此时，若是咱们没有移除过时时间，那么若是一个键过时了，那它何时会被删除呢？

这个问题就会有如下三种答案了，它们分别表明三种不一样的删除策略

过时键的删除策略

定时删除

在设置键的过时时间的同时，建立一个定时器，让定时器在键的过时时间来临时，当即执行对键的删除操做。

优势：对内存最友好的。能够及时释放键所占用的内存。

缺点：对 CPU 不友好。特别在过时键比较多的状况下，删除过时键会占用至关一部分 CPU 时间。同时在内存不紧张，CPU 紧张的状况下，将 CPU 用在删除和当前任务不想关的过时键上，无疑会对服务器响应时间和吞吐量形成影响。

惰性删除

听任键过时无论，可是每次从键空间中读写键时，都会检查取得的键是否过时。若是过时就删除该删，不然就返回该键。（PS：键空间是一个保存了数据库全部键值对的数据结构）

优势：对 CPU 最友好。只有在操做的时候进行过时检查，删除的目标仅限于当前须要处理的键，不会在删除其余无关本次操做的过时键上花费任何 CPU 时间。

缺点：对内存不友好。这个十分容易理解了，键过时了，但由于一直没有被访问到，因此一直保留着（除非手动执行 flushdb 操来于清空当前数据库中的全部 key。），至关于内存泄漏。

按期删除

每隔一段时间，程序就对数据库进行检查，删除里面的过时键。至于要删除多少过时键，以及检查多少数据库，则有算法决定。

该策略是上述两种策略的折中方案，须要经过实际状况，来设置删除操做的执行时长和频率。

明白了过时键的删除策略后，那 redis 服务器又是采用什么策略来删除过时键的呢？

实际上，Redis 服务器使用的是惰性删除和按期删除两种策略，经过配合使用，服务器能够很好的平衡 CPU 和内存。

其中惰性删除为 redis 服务器内置策略。而按期删除能够经过如下两种方式设置：

1. 配置 redis.conf 的 hz 选项，默认为10 （即 1 秒执行 10 次，值越大说明刷新频率越快，对 Redis 性能损耗也越大）
2. 配置 redis.conf 的 maxmemory 最大值，当已用内存超过 maxmemory 限定时，就会触发主动清理策略

RDB 对过时键的处理

生成 RDB 文件

程序会被数据库中的键进行检查，过时的键不会被保存到新建立的 RDB 文件中。所以数据库中的过时键不会对生成新的 RDB 文件形成影响

载入 RDB 文件

这里须要分状况说明：

1. 若是服务器以主服务器模式运行，则在载入 RDB 文件时，程序会对文件中保存的键进行检查，过时键不会被载入到数据库中。因此过时键不会对载入 RDB 文件的主服务器形成影响。
2. 若是服务器以从服务器模式运行，则在载入 RDB 文件时，不论键是否过时都会被载入到数据库中。但因为主从服务器在进行数据同步时，从服务器的数据会被清空。因此通常来讲，过时键对载入 RDB 文件的从服务器也不会形成影响。

AOF 对过时键的处理

AOF 文件写入

当服务器以 AOF 持久化模式运行时，若是数据库某个过时键还没被删除，那么 AOF 文件不会由于这个过时键而产生任何影响，依旧保留。

而当过时键被删除后，那么程序会向 AOF 文件追加一条 DEL 命令来显式地记录该键被删除。

AOF 重写

执行 AOF 重写过程当中，也会被数据库的键进行检查，已过时的键不会被保存到重写后的 AOF 文件中。所以不会对 AOF 重写形成影响

复制对过时键的处理

当服务器运行在复制模式下，由主服务器来控制从服务器的删除过时键动做，目的是保证主从服务器数据的一致性。

那究竟是怎么控制的呢？

1. 主服务器删除一个过时键后，会向全部从服务器发送一个 DEL 命令，告诉从服务器删除这个过时键
2. 从服务器接受到命令后，删除过时键

PS:从服务器在接收到客户端对过时键的读命令时，依旧会返回该键对应的值给客户端，而不会将其删除。

参考《Redis设计与实现》，公众号后台回复「redis」可自取该书电子版

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