Redis過期策略

原文轉載：https://www.cnblogs.com/java-zhao/p/5205771.html

1、設置過期時間

• expire key time(以秒為單位)--這是最常用的方式
• setex(String key, int seconds, String value)--字符串獨有的方式

具體的使用方式：查看"java企業項目開發實踐"的第九章 企業項目開發--分布式緩存Redis(1)和第十章 企業項目開發--分布式緩存Redis(2)

註意：

• 除了字符串自己獨有設置過期時間的方法外，其他方法都需要依靠expire方法來設置時間
• 如果沒有設置時間，那緩存就是永不過期
• 如果設置了過期時間，之後又想讓緩存永不過期，使用persist key

2、三種過期策略

• 定時刪除
  • 含義：在設置key的過期時間的同時，為該key創建一個定時器，讓定時器在key的過期時間來臨時，對key進行刪除
  • 優點：保證內存被盡快釋放
  • 缺點：
    • 若過期key很多，刪除這些key會占用很多的CPU時間，在CPU時間緊張的情況下，CPU不能把所有的時間用來做要緊的事兒，還需要去花時間刪除這些key
    • 定時器的創建耗時，若為每一個設置過期時間的key創建一個定時器（將會有大量的定時器產生），性能影響嚴重
    • 沒人用
• 惰性刪除
  • 含義：key過期的時候不刪除，每次從數據庫獲取key的時候去檢查是否過期，若過期，則刪除，返回null。
  • 優點：刪除操作只發生在從數據庫取出key的時候發生，而且只刪除當前key，所以對CPU時間的占用是比較少的，而且此時的刪除是已經到了非做不可的地步（如果此時還不刪除的話，我們就會獲取到了已經過期的key了）
  • 缺點：若大量的key在超出超時時間後，很久一段時間內，都沒有被獲取過，那麽可能發生內存泄露（無用的垃圾占用了大量的內存）
• 定期刪除
  • 含義：每隔一段時間執行一次刪除過期key操作
  • 優點：
    • 通過限制刪除操作的時長和頻率，來減少刪除操作對CPU時間的占用--處理"定時刪除"的缺點
    • 定期刪除過期key--處理"惰性刪除"的缺點
  • 缺點
    • 在內存友好方面，不如"定時刪除"
    • 在CPU時間友好方面，不如"惰性刪除"
  • 難點
    • 合理設置刪除操作的執行時長（每次刪除執行多長時間）和執行頻率（每隔多長時間做一次刪除）（這個要根據服務器運行情況來定了）

註意：

• 上邊所說的數據庫指的是內存數據庫，默認情況下每一臺redis服務器有16個數據庫（關於數據庫的設置，看下邊代碼），默認使用0號數據庫，所有的操作都是對0號數據庫的操作，關於redis數據庫的存儲結構，查看 第八章 Redis數據庫結構與讀寫原理 View Code
• memcached只是用了惰性刪除，而redis同時使用了惰性刪除與定期刪除，這也是二者的一個不同點（可以看做是redis優於memcached的一點）
• 對於惰性刪除而言，並不是只有獲取key的時候才會檢查key是否過期，在某些設置key的方法上也會檢查（eg.setnx key2 value2：該方法類似於memcached的add方法，如果設置的key2已經存在，那麽該方法返回false，什麽都不做；如果設置的key2不 存在，那麽該方法設置緩存key2-value2。假設調用此方法的時候，發現redis中已經存在了key2，但是該key2已經過期了，如果此時不執 行刪除操作的話，setnx方法將會直接返回false，也就是說此時並沒有重新設置key2-value2成功，所以對於一定要在setnx執行之前， 對key2進行過期檢查）

3、Redis采用的過期策略

惰性刪除+定期刪除

• 惰性刪除流程
  • 在進行get或setnx等操作時，先檢查key是否過期，
  • 若過期，刪除key，然後執行相應操作；
  • 若沒過期，直接執行相應操作
• 定期刪除流程（簡單而言，對指定個數個庫的每一個庫隨機刪除小於等於指定個數個過期key）
  • 遍歷每個數據庫（就是redis.conf中配置的"database"數量，默認為16）
    • 檢查當前庫中的指定個數個key（默認是每個庫檢查20個key，註意相當於該循環執行20次，循環體時下邊的描述）
      • 如果當前庫中沒有一個key設置了過期時間，直接執行下一個庫的遍歷
      • 隨機獲取一個設置了過期時間的key，檢查該key是否過期，如果過期，刪除key
      • 判斷定期刪除操作是否已經達到指定時長，若已經達到，直接退出定期刪除。

註意：

• 對於定期刪除，在程序中有一個全局變量current_db來記錄下一個將要遍歷的庫，假設有16個庫，我們這一次定期刪除遍歷了10個，那此時 的current_db就是11，下一次定期刪除就從第11個庫開始遍歷，假設current_db等於15了，那麽之後遍歷就再從0號庫開始（此時 current_db==0）
• 由於在實際中並沒有操作過定期刪除的時長和頻率，所以這兩個值的設置方式作為疑問？

4、RDB對過期key的處理

過期key對RDB沒有任何影響

• 從內存數據庫持久化數據到RDB文件
  • 持久化key之前，會檢查是否過期，過期的key不進入RDB文件
• 從RDB文件恢復數據到內存數據庫
  • 數據載入數據庫之前，會對key先進行過期檢查，如果過期，不導入數據庫（主庫情況）

5、AOF對過期key的處理

過期key對AOF沒有任何影響

• 從內存數據庫持久化數據到AOF文件：
  • 當key過期後，還沒有被刪除，此時進行執行持久化操作（該key是不會進入aof文件的，因為沒有發生修改命令）
  • 當key過期後，在發生刪除操作時，程序會向aof文件追加一條del命令（在將來的以aof文件恢復數據的時候該過期的鍵就會被刪掉）
• AOF重寫
  • 重寫時，會先判斷key是否過期，已過期的key不會重寫到aof文件

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