Redis的过期设置和策略

Redis设置过期时间主要有以下几个配置方式

• expire key seconds
  设置key在多少秒之后过期
• pexpire key milliseconds
  设置key在多少毫秒之后过期
• expireat key timestamp
  设置key在具体某个时间戳（timestamp:时间戳 精确到秒）过期
• pexpireat key millisecondsTimestamp
  设置key在具体某个时间戳（millisecondsTimestamp:时间戳 精确到毫秒）过期

expire key seconds

127.0.0.1:6379> set p1 2
OK
127.0.0.1:6379> ttl p1
(integer) -1
127.0.0.1:6379> expire p1 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl p1
(integer) 8

pexpire key milliseconds

127.0.0.1:6379> set p2 3
OK
127.0.0.1:6379> pexpire p2 100000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl p2
(integer) 96
127.0.0.1:6379> pttl p2
(integer) 90708

expireat key timestamp

127.0.0.1:6379> expireat p3 1746429703
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get p3
"2"
127.0.0.1:6379> ttl p3
(integer) 2969

pexpireat key milliseconds

127.0.0.1:6379> set p4 2
OK
127.0.0.1:6379> time
1) "1746426802"
2) "27879"
127.0.0.1:6379> pexpireat p4 1746428802000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl p4
(integer) 1964
127.0.0.1:6379> pttl p4
(integer) 1959013

persisit

移除指定键的过期时间

127.0.0.1:6379> get p3
"2"
127.0.0.1:6379> ttl p3
(integer) 2792
127.0.0.1:6379> persist p3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl p3
(integer) -1

过期键在持久化（RDB AOF）过程中是如何处理的

RDB

RDB文件分为2个阶段，文件生成阶段和加载阶段。

生成阶段

Redis讲内存中数据持久化成RDB文件的时候，会对key进行过期检查，过期key不会被持久化到RDB文件中，因此Redis的过期键不会对生成RDB文件的时候造成影响。

加载阶段

• Redis是主服务器运行模式的话，在载入RDB文件的时候，程序会对key进行校验，如果key过期，则不会被加载到内存中。因此过期键不会对载入RDB文件的主服务器造成影响。
• Redis是从服务器运行模式的话，在载入RDB文件的时候，程序不会对key是否过期进行检验（这是因为 Redis 的过期键删除策略（惰性删除 + 定期删除）仅由主服务器执行），如果key过期了，也会被加载到内存中，当从服务器加载完RDB文件后，会和主服务器进行增量数据同步，如果主服务器上某个键过期被删除，则主服务器会将DEL命令同步到从服务器，此时，从服务器才会删除该键。如果主服务器尚未删除该键（例如键刚过期但未被触发惰性/定期删除），从服务器会继续保留该键，直到主服务器通知删除。如客户端访问从服务器读取到某个key 的时候，会判断key是否过期，如果过期了，返回给客户端nil，但是从服务器不会删除该key（key的删除策略仅由主服务器完成）。

AOF

AOF文件写入

AOF文件写入的时候，如果过期键未被删除的话，则AOF文件中会保留此键，当过期键被删除的时候，AOF文件中会追加DEL命令，来显性的删除过期键。

AOF重写

当发生AOF文件重写的时候，会对Redis中的过期键进行检查，如果键过期，则不会被保存到重写后的AOF文件中。因此不会对AOF重写造成影响

主从库的过期键处理

从库不会进行过期扫描，从库对过期键的过期是被动的，如果从库中的键过期了，如果客户端访问到从库的话，依然可以访问到对应键的值，向未过期键值对一样返回。

从库的过期键依赖主服务器控制，主库key过期会在AOF文件中增加一条DEL命令，同步到从库后，从库通过执行这条DEL命令来删除过期键。

过期执行策略

Redis中维护了一个字典，里面存储了所有设置了过期时间的键值，一般称之为过期字典。

过期策略

常见的过期策略有三种

• 定时删除
• 定期删除
• 惰性删除

定时删除

在设置键过期时间时，创建一个定时事件，当过期时间到达时，由事件处理器执行键的删除操作。

• 优点
  保证内存可以尽快释放。
• 缺点
  在Redis高负载的情况，与大量过期键需要同时处理，会造成Redis服务器的卡顿，影响主业务执行。

定期删除

每隔一段时间检查一次数据库，随机删除一些过期值

Redis默认每秒进行10次的过期扫描，此配置可以通过redis的配置文件redis.conf调整hz的值。

127.0.0.1:6379> config get hz
1) "hz"
2) "10"

Redis每次扫描并不是遍历过期字典的所有键，而是随机抽取的方式判断并删除过期键。

流程如下所示

1. 从过期字段中随机取出20个键
2. 判断这20个键中是否有过期键，如果有则删除。
3. 如果过期键的比例超过了25%，则重复步骤1.

为了保证过期扫描不会由于多次循环导致线程卡死现象，从而影响主业务的执行，Redis设置了扫描的时间上限，默认不会超过25ms

• 优点
  采用定期扫描，限制了删除操作的时长和频率，降低了删除操作带来对主业务的影响，同时也能删除一部分过期的key来减少对存储空间的占用。
• 缺点
  内存清理方面没有定时删除好，对系统资源的占用也没有惰性删除的好。

惰性删除

不主动删除过期键，在获取键的时候判断键是否过期，如果过期则删除key并返回nil。

• 优点
  每次访问的时候，才会判断键是否过期，所以此方式会很少占用系统资源。
• 缺点
  这种方式删除不及时，或导致内存利用率低，造成一点的资源浪费

redis采用的策略

redis采用定期删除 + 惰性删除的删除策略。