【Redis】过期键删除策略和内存淘汰策略【Redis】过期键删除策略和内存

Redis 过期键策略和内存淘汰策略
目录

Redis 过期键策略和内存淘汰策略
- 设置Redis键过期时间
- Redis过期时间的判定
- 过期键删除策略
  - 定时删除
  - 惰性删除
  - 定期删除
- Redis过期删除策略
- 内存淘汰策略
  - 设置Redis最大内存
  - 设置内存淘汰方式

设置Redis键过期时间
Redis有四个不同的命令来设置生存时间（键可以存在多久）或过期时间（键什么时候会被删除）。

EXPIRE ：表示将键 key 的生存时间设置为 ttl 秒。PEXPIRE ：表示将键 key 的生存时间设置为 ttl 毫秒。EXPIREAT ：表示将键 key 的生存时间设置为 timestamp 所指定的秒数时间戳。PEXPIREAT ：表示将键 key 的生存时间设置为 timestamp 所指定的毫秒数时间戳。

在Redis内部实现中，前面三个设置过期时间的命令都会转换成最后一个PEXPIREAT命令来完成。
　另外补充两个知识点：
一、移除键的过期时间
PERSIST ：表示将key的过期时间移除。
二、返回键的剩余生存时间
TTL ：以秒的单位返回键 key 的剩余生存时间。
PTTL ：以毫秒的单位返回键 key 的剩余生存时间。

Redis过期时间的判定
在Redis内部，每当我们设置一个键的过期时间时，Redis就会将该键带上过期时间存放到一个过期字典中。过期字典的键是一个指针，指向键空间某个键对象，值是一个long long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--一个毫秒精度的UNIX时间戳。
当我们查询一个键时，Redis便首先检查该键是否存在过期字典中，如果存在，那就获取其过期时间。然后将过期时间和当前系统时间进行比对，比系统时间大，那就没有过期；反之判定该键过期。

过期键删除策略
定时删除在设置某个key 的过期时间同时，我们创建一个定时器，让定时器在该过期时间到来时，立即执行对其进行删除的操作。
优点：定时删除对内存是最友好的，能够保存内存的key一旦过期就能立即从内存中删除。
缺点：对CPU最不友好，在过期键比较多的时候，删除过期键会占用一部分 CPU 时间，对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。

惰性删除设置该key 过期时间后，我们不去管它，当需要该key时，我们在检查其是否过期，如果过期，我们就删掉它，反之返回该key。
优点：对 CPU友好，我们只会在使用该键时才会进行过期检查，对于很多用不到的key不用浪费时间进行过期检查。
缺点：对内存不友好，如果一个键已经过期，但是一直没有使用，那么该键就会一直存在内存中，如果数据库中有很多这种使用不到的过期键，这些键便永远不会被删除，内存永远不会释放。甚至可以把这种情况看成是一种内存泄漏。

定期删除　每隔一段时间，我们就对一些key进行检查，删除里面过期的key。
优点：可以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。另外定期删除，也能有效释放过期键占用的内存。
缺点：难以确定删除操作执行的时长和频率。
如果执行的太频繁，定期删除策略变得和定时删除策略一样，对CPU不友好。
如果执行的太少，那又和惰性删除一样了，过期键占用的内存不会及时得到释放。
另外最重要的是，在获取某个键时，如果某个键的过期时间已经到了，但是还没执行定期删除，那么就会返回这个键的值，这是业务不能忍受的错误。

Redis过期删除策略
Redis的过期删除策略是：惰性删除和定期删除两种策略配合使用。
? 惰性删除: Redis的惰性删除策略由 db.c/expireIfNeeded 函数实现，所有键读写命令执行之前都会调用expireIfNeeded 函数对其进行检查，如果过期，则删除该键，然后执行键不存在的操作；未过期则不作操作，继续执行原有的命令。
　定期删除：由redis.c/activeExpireCycle 函数实现，函数以一定的频率运行，每次运行时，都从一定数量的数据库中取出一定数量的随机键进行检查，并删除其中的过期键。
注意：并不是一次运行就检查所有的库，所有的键，而是随机检查一定数量的键。
通过过期删除策略，对于某些永远使用不到的键，并且多次定期删除也没有选定并删除，那么这些键同样会一直驻留在内存中，又或者在Redis中存入了大量的键，这些操作可能导致Redis内存不够用，这时候就需要Redis的内存淘汰策略了。

内存淘汰策略
设置Redis最大内存在配置文件redis.conf 中，可以通过参数 maxmemory 来设定最大内存：