redis的过期时间设置和过期删除机制

Posted 2021-03-16 s686

1.设置过期时间

redis有四种命令可以用于设置键的生存时间和过期时间

  EXPIRE <KEY> <TTL> : 将键的生存时间设为 ttl 秒
  PEXPIRE <KEY> <TTL> :将键的生存时间设为 ttl 毫秒
  EXPIREAT <KEY> <timestamp> :将键的过期时间设为 timestamp 所指定的秒数时间戳
  PEXPIREAT <KEY> <timestamp>: 将键的过期时间设为 timestamp 所指定的毫秒数时间戳.

2.保存过期时间

那么redis里面对这些key的过期时间和生存时间的信息是怎么保存的呢？？
答：在数据库结构redisDb中的expires字典中保存了数据库中所有键的过期时间，我们称expire这个字典为过期字典。
（1）过期字典是一个指针，指向键空间的某个键对象。
（2）过期字典的值是一个longlong类型的整数，这个整数保存了键所指向的数据库键的过期时间–一个毫秒级的 UNIX 时间戳。

3.过期间的删除策略

如果一个键是过期的，那它到了过期时间之后是不是马上就从内存中被被删除呢？？如果不是，那过期后到底什么时候被删除呢？？

其实有三种不同的删除策略：

（1）：立即删除。在设置键的过期时间时，创建一个回调事件，当过期时间达到时，由时间处理器自动执行键的删除操作。

立即删除能保证内存中数据的最大新鲜度，因为它保证过期键值会在过期后马上被删除，其所占用的内存也会随之释放。但是立即删除对cpu是最不友好的。因为删除操作会占用cpu的时间，如果刚好碰上了cpu很忙的时候，比如正在做交集或排序等计算的时候，就会给cpu造成额外的压力。

而且目前redis事件处理器对时间事件的处理方式--无序链表，查找一个key的时间复杂度为O(n),所以并不适合用来处理大量的时间事件。

（2）：惰性删除。键过期了就过期了，不管。每次从dict字典中按key取值时，先检查此key是否已经过期，如果过期了就删除它，并返回nil，如果没过期，就返回键值。

惰性删除是指，某个键值过期后，此键值不会马上被删除，而是等到下次被使用的时候，才会被检查到过期，此时才能得到删除。所以惰性删除的缺点很明显:浪费内存。dict字典和expires字典都要保存这个键值的信息。

举个例子，对于一些按时间点来更新的数据，比如log日志，过期后在很长的一段时间内可能都得不到访问，这样在这段时间内就要拜拜浪费这么多内存来存log。这对于性能非常依赖于内存大小的redis来说，是比较致命的。

（3）：定时删除。每隔一段时间，对expires字典进行检查，删除里面的过期键。 可以看到，第二种为被动删除，第一种和第三种为主动删除，且第一种实时性更高。下面对这三种删除策略进行具体分析。

从上面分析来看，立即删除会短时间内占用大量cpu，惰性删除会在一段时间内浪费内存，所以定时删除是一个折中的办法。
定时删除是：每隔一段时间执行一次删除操作，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的影响。另一方面定时删除也有效的减少了因惰性删除带来的内存浪费。

 

4.redis使用的策略

redis使用的过期键值删除策略是：惰性删除加上定期删除，两者配合使用。

5.内存淘汰机制

问题：假设定期删除漏掉了很多过期 key，后期也没及时去查过期key，也就没走惰性删除，此时大量过期key堆积在内存里，导致redis内存块耗尽了

使用redis内存淘汰机制解决这个问题

当前已使用内存超过maxmemory限定时，触发内存淘汰机制

redis 内存淘汰机制(mysql里有2000w数据，Redis中只存20w的数据，如何保证Redis中的数据都是热点数据?)
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redis 提供 6种数据淘汰策略：
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1、volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
2、volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
3、volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰
4、allkeys-lru：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key（这个是最常用的）
5、allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰
6、no-eviction：禁止驱逐数据，也就是说当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错。这个应该没人使用吧！
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4.0版本后增加以下两种：
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7.volatile-lfu：从已设置过期时间的数据集(server.db[i].expires)中挑选最不经常使用的数据淘汰
8.allkeys-lfu：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最不经常使用的key
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