Redis（五）：过期key删除策略

本是古典何须时尚 2022-01-31 22:55 338阅读 0赞

### 文章目录 ###

*   *  1、Redis 中 key 过期的设置
     *  2、过期key删除策略
     *   *  2.1、定时删除
         *   *  2.1.1、优点
             *  2.1.2、缺点
         *  2.2、惰性删除
         *   *  2.2.1、优点
             *  2.2.2、缺点
         *  2.3、定期删除
         *   *  2.3.1、优点
             *  2.3.2、缺点
     *  3、Redis 采用的过期键删除策略
     *  4、RDB 持久化功能对过期键的处理
     *   *  4.1、生成 RDB 文件
         *  4.2、载入 RDB 文件
     *  5、AOF 持久化功能对过期键的处理
     *   *  5.1、AOF 文件写入
         *  5.2、AOF 文件重写
     *  6、Replication 复制对过期键的处理

## 1、Redis 中 key 过期的设置 ##

通过 EXPIRE 命令 或者 PEXPIRE 命令， 客户端可以以秒或者毫秒精度为数据库中的某个键设置 生存时间（Time To Live，TTL），在经过指定的秒数或者毫秒数之后，服务器就会自动删除生存时间为 0 的键：

127.0.0.1:6379> setex hello 15 world 
    OK
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 11
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 9
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 8
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 4
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) -2
    
    
    127.0.0.1:6379> set hello world
    OK
    127.0.0.1:6379> expire hello 10
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 6
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 3
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) -2

## 2、过期key删除策略 ##

### 2.1、定时删除 ###

在设置key的过期时间的同时，为该key创建一个定时器，让定时器在key的过期时间来临时，对key进行删除

#### 2.1.1、优点 ####

定时删除策略对内存是友好的，通过使用定时器，定时删除策略可以保证过期键会尽可能快的被删除，并释放过期键所占用的内存。

#### 2.1.2、缺点 ####

定时删除策略对CPU是不友好的，在过期键比较多的情况下，删除过期键可能会占用一部分CPU时间，在内存不紧张但是CPU 紧张的情况下，将 CPU 时间用在删除和当前任务无关的过期键上，无疑会对服务其的响应时间和吞吐量造成影响。

除此之外，创建一个定时器需要用到 Redis 服务器中的时间事件，而当前时间事件的实现方式 —— 无序链表，查找一个事件的时间复杂度为 O（N），并不能 高效 地处 理 大量 时间 事件。

### 2.2、惰性删除 ###

每次从数据库获取 key 的时候去检查是否过期，如果过期，就删除该键；否则，就返回该键。

#### 2.2.1、优点 ####

惰性删除策略对 CPU 时间是最友好的，程序会在获取键时才对键进行过期检查，并且删除的目标仅限于当前处理的键，这个策略不会再删除其他无关的过期键上花费 CPU 时间。

#### 2.2.2、缺点 ####

惰性删除策略对内存时最不友好的，如果一个键已经过期，只要这个键不被删除，它所占用的内存就不会被释放。如果数据库中有很多的过期键，而这些过期键又没有被访问到的话，那么他们永远都不会被删除，除非手动执行 flushdb。

### 2.3、定期删除 ###

每隔一段时间，程序就对数据库进行检查，删除里面的过期键。

#### 2.3.1、优点 ####

定期删除策略是前两种策略的一种整合和折中：

*  定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作，并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对 CPU 时间的影响。
 *  定期删除策略有效地减少了因为过期键而带来的内存浪费。

#### 2.3.2、缺点 ####

*  如果删除操作执行的太频繁，或者执行的时间太长，定期删除策略就会退化成定时删除策略，以至于将CPU时间过多的消耗再删除过期键上面。
 *  如果删除操作执行的太少，或者执行的时间太短，定期删除策略又会和惰性删除策略一样，出现浪费内存的情况。

## 3、Redis 采用的过期键删除策略 ##

Redis 服务其使用的是惰性删除和定期删除两种策略，通过配合使用这两种删除策略，服务其可以很好的合理利用CPU时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。

## 4、RDB 持久化功能对过期键的处理 ##

### 4.1、生成 RDB 文件 ###

在执行SAVE 命令或者 BGSAVE 命令创建一个新的 RDB 文件时，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到 新创建的 RDB 文件中。

### 4.2、载入 RDB 文件 ###

在启动 Redis 服务器时，如果服务器开启了 RDB 功能，那么服务器将对 RDB 文件进行载入：

*  如果服务器以主服务器模式运行，那么在载入 RDB 文件时，程序会对文件中保存的键进行检查，未过期的键会被载入到数据库中，而过期键则会被忽略，所以过期键对载入RDB 文件的主服务器不会造成影响。
 *  如果服务器以从服务器模式运行，那么在载入 RDB 文件时，文件中保存的所有键，不论是否过期，都会被载入到数据库中。不过，因为主从服务器在进行数据同步的时候，从服务器的数据库就会被清空，所以一般来讲，过期键对载入 RDB 文件的从服务器也不会造成影响。

## 5、AOF 持久化功能对过期键的处理 ##

### 5.1、AOF 文件写入 ###

当服务器以 AOF 持久化模式运行时， 如果数据库中的某个键已经过期，但它还没有被惰性删除或者定期删除，那么 AOF文件不会因为这个过期键而产生任何 影响。 当过期键被惰性删除或者定期删除之后，程序会向 AOF 文件追加（append）一条 DEL 命令，来显式地记录该键已被删除。

### 5.2、AOF 文件重写 ###

和生成 RDB 文件时类似，在执行 AOF 重写的过程中，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到重写后的 AOF 文件中。

## 6、Replication 复制对过期键的处理 ##

过期删除操作统一在 master 实例中进行并向下传递，而不是各 salve 各自处理。这样一来便不会出现数据不一致的情形。

当 slave 连接到 master 后并不能立即清理已过期的 key（需要等待由master传递过来的DEL操作），slave 仍需对数据集中的过期状态进行管理维护以便于在 slave 被选为 master 时能像 master 一样独立的进行过期处理。