Redis的过期数据删除策略

前言

我们都知道Redis 所有的数据结构都可以设置过期时间，时间一到，这些数据就会变成过期数据，这个时候就需要进行删除，这里需要注意一下，这个与淘汰策略不同，淘汰策略是指当内存被占满了之后，这时就有必要将一些数据清理淘汰掉。

Redis提供了四个命令来设置过期时间：

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

还有一些与之相关的命令如下： 

•  PERSIST <key> ：表示将key的过期时间移除。
• TTL <key> ：以秒的单位返回键 key 的剩余生存时间。
• PTTL <key> ：以毫秒的单位返回键 key 的剩余生存时间。

 在redis中有3种过期数据删除策略：惰性删除和定期删除及定时删除

数据删除策略目标：在内存占用与CPU占用之间寻找一种平衡，顾此失彼都会造成整体redis性能的下降，甚至引发服务器宕机或内存泄露

定时删除 

定时删除对每个设置过期时间的key都需要创建一个定时器，到过期时间就会立即对key进行清除。

优点：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。对内存来说是非常友好的。

缺点：  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。

惰性删除

惰性删除不会去主动删除数据，而是在访问数据的时候，再检查当前键值是否过期，如果过期则执行删除并返回 null 给客户端，如果没有过期则返回正常信息给客户端。 

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：内存泄漏，就是一个键已经过期，如果我们一直不去访问它，然后的话让这个键仍然保留在redis中，也就是意味着这个过期键不被删除，它所占用的内存就不会释放。因此对于内存是很不友好的， 除非我们手动执行FLUSHDB（用于清空当前数据库中的所有 key）。

定期删除 

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时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响。定时任务的发起的频率由redis.conf配置文件中的hz来进行配置，Redis 默认每 1 秒运行 10 次，也就是每 100 ms 执行一次，每次随机抽取一些设置了过期时间的 key（这边注意不是检查所有设置过期时间的key，而是随机抽取部分），检查是否过期，如果发现过期了就直接删除。建议不要将这个值（hz）设置超过 100，否则会对CPU造成比较大的压力。

 定期清理的两种模式：

• SLOW模式是定时任务，执行频率默认为10hz，每次不超过25ms，以通过修改配置文件redis.conf 的 hz 选项来调整这个次数
• FAST模式执行频率不固定，每次事件循环会尝试执行，但两次间隔不低于2ms，每次耗时不超过1ms

定期删除注意事项：

• 如果删除操作执行次数过多、执行时间太长，就会导致占用大量cpu资源去进行删除操作
• 如果删除操作次数太少、执行时间短，就会导致内存资源被持续占用，得不到释放。

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。 

总结