redis过期策略及定期策略配置

ゝ一世哀愁。 2023-01-03 02:00 225阅读 0赞

redis服务器实际使用的过期键删除策略有两种：

*  定期删除
 *  惰性删除

redis 会将每个设置了过期时间的 key 放入到一个独立的字典中，以后会定时遍历这个字典来删除到期的 key。除了定时遍历之外，它还会使用惰性策略来删除过期的 key，所谓惰性策略就是在客户端访问这个 key 的时候，redis 对 key 的过期时间进行检查，如果过期了就立即删除。定时删除是集中处理，惰性删除是零散处理。

通过配合使用这两种删除策略，服务器可以很好地合理使用cpu时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。

### 1.定期删除 ###

Redis 默认会每秒进行十次过期扫描，过期扫描不会遍历过期字典中所有的 key，而是采用了一种简单的贪心策略。

1.  从过期字典中随机 20 个 key；
2.  删除这 20 个 key 中已经过期的 key；
3.  如果过期的 key 比率超过 1/4，那就重复步骤 1；

同时，为了保证过期扫描不会出现循环过度，导致线程卡死现象，算法还增加了扫描时间的上限，默认不会超过 25ms。

如果某一时刻，有大量key同时过期，Redis 会持续扫描过期字典，造成客户端响应卡顿，因此设置过期时间时，就尽量避免这个问题，在设置过期时间时，可以给过期时间设置一个随机范围，避免同一时刻过期。

1.1 如何配置定期删除执行时间间隔

redis的定时任务默认是1s执行10次（100ms一次，值越大说明刷新频率越快，最Redis性能损耗也越大），如果要修改这个值，可以在redis.conf中修改hz的值。

redis.conf中，hz默认设为10，提高它的值将会占用更多的cpu，当然相应的redis将会更快的处理同时到期的许多key，以及更精确的去处理超时。 hz的取值范围是1~500，通常不建议超过100，只有在请求延时非常低的情况下可以将值提升到100。

1.2 单线程的redis，如何知道要运行定时任务？

redis是单线程的，线程不但要处理定时任务，还要处理客户端请求，线程不能阻塞在定时任务或处理客户端请求上，那么，redis是如何知道何时该运行定时任务的呢？

Redis 的定时任务会记录在一个称为最小堆的数据结构中。这个堆中，最快要执行的任务排在堆的最上方。在每个循环周期，Redis 都会将最小堆里面已经到点的任务立即进行处理。处理完毕后，将最快要执行的任务还需要的时间记录下来，这个时间就是接下来处理客户端请求的最大时长，若达到了该时长，则暂时不处理客户端请求而去运行定时任务。

### 2. aof/rdb和复制功能对过期键的处理 ###

rdb

*  生成rdb文件：生成时，程序会对键进行检查，过期键不放入rdb文件。
 *  载入rdb文件：载入时，如果以主服务器模式运行，程序会对文件中保存的键进行检查，未过期的键会被载入到数据库中，而过期键则会忽略；如果以从服务器模式运行，无论键过期与否，均会载入数据库中，过期键会通过与主服务器同步而删除。

aof

*  当服务器以aof持久化模式运行时，如果数据库中的某个键已经过期，但它还没有被删除，那么aof文件不会因为这个过期键而产生任何影响；当过期键被删除后，程序会向aof文件追加一条del命令来显式记录该键已被删除。
 *  aof重写过程中，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到重写后的aof文件中。

复制

当服务器运行在复制模式下时，从服务器的过期删除动作由主服务器控制：

*  主服务器在删除一个过期键后，会显式地向所有从服务器发送一个del命令，告知从服务器删除这个过期键;
 *  从服务器在执行客户端发送的读命令时，即使碰到过期键也不会将过期键删除，而是继续像处理未过期的键一样来处理过期键;
 *  从服务器只有在接到主服务器发来的del命令后，才会删除过期键。

# 面试题剖析 #

## redis 过期策略 ##

**redis 过期策略是：定期删除+惰性删除。**  
**所谓定期删除，指的是 redis 默认是每隔 100ms 就随机抽取一些设置了过期时间的 key，检查其是否过期，如果过期就删除。**  
假设 redis 里放了 10w 个 key，都设置了过期时间，你每隔几百毫秒，就检查 10w 个 key，那 redis 基本上就死了，cpu 负载会很高的，消耗在你的检查过期 key 上了。注意，这里可不是每隔 100ms 就遍历所有的设置过期时间的 key，那样就是一场性能上的灾难。实际上 redis 是每隔 100ms 随机抽取一些 key 来检查和删除的。

但是问题是，定期删除可能会导致很多过期 key 到了时间并没有被删除掉，那咋整呢？所以就是惰性删除了。这就是说，在你获取某个 key 的时候，redis 会检查一下 ，这个 key 如果设置了过期时间那么是否过期了？如果过期了此时就会删除，不会给你返回任何东西。  
**获取 key 的时候，如果此时 key 已经过期，就删除，不会返回任何东西。**  
但是实际上这还是有问题的，如果定期删除漏掉了很多过期 key，然后你也没及时去查，也就没走惰性删除，此时会怎么样？如果大量过期 key 堆积在内存里，导致 redis 内存块耗尽了，咋整？  
答案是：走内存淘汰机制。

## **内存淘汰机制** ##

redis 内存淘汰机制有以下几个：  
• `noeviction`: 当内存不足以容纳新写入数据时，新写入操作会报错，这个一般没人用吧，实在是太恶心了。  
• `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）。  
• `allkeys-random`：当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某个 key，这个一般没人用吧，为啥要随机，肯定是把最近最少使用的 key 给干掉啊。  
• `volatile-lru`：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，移除最近最少使用的 key（这个一般不太合适）。  
• `volatile-random`：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，随机移除某个 key。  
• `volatile-ttl`：当内存不足以容纳新写入数据时，在设置了过期时间的键空间中，有更早过期时间的 key 优先移除。