[大数据]Redis过期策略

前言

我们在使用Redis这个技术的时候，都知道是基于缓存，也就是内存，但是内存其实相对服务器是比较宝贵的资源，假设我们服务器内存是8G的，那么就算这8G全部分配给Redis，当内存不够用时，这时Redis就会删除一些数据，那么这个也就是本文要讲的Redis的过期策略

Redis过期策略

手动设置过期时间
提到Redis的过期，那么我们第一想到的就是给key设置过期时间，设置过期时间操作如下！

EXPIRE key seconds   //单位秒	将当前key设置多少秒后过期(存活多少秒)
EXPIREAT key timestamp	//单位秒		将当前key设置到什么时间过期 以过期时间秒的时间戳(存活到什么时间)
PEXPIRE key milliseconds	//单位毫秒  将当前key设置多少毫秒后过期(存活多少毫秒)
PEXPIREAT key milliseconds-timestamp  //单位毫秒  将当前key设置到什么时间过期 以过期时间毫秒的时间戳(存活到什么时间)

具体使用如下

EXPIRE 
192.168.1.20:6379:0>select 1   //选择库
OK

192.168.1.20:6379:1>set a test  //设置key-value
OK

192.168.1.20:6379:1>EXPIRE a 5	//设置key为a存活时间为5秒
1

192.168.1.20:6379:1>get a  //5秒内获取有值
test

192.168.1.20:6379:1>get a  //5秒外获取为null
NULL
PEXPIRE 	
192.168.1.20:6379:1>set b hello  //设置key-value
OK

192.168.1.20:6379:1>EXPIREAT b 1638803793  	//设置key为b到时间戳秒为1638803793的时候过期
1

192.168.1.20:6379:1>get b  //在1638803793时间内获取数据
hello  
192.168.1.20:6379:1>get b  //在1638803793时间外获取数据
NULL

思考 我们给Redis中的key设置了过期时间(以上两种方式)，Redis内部是怎么实现数据删除的呢，
Redis底层是采用定期删除+惰性删除的模式！

惰性删除
惰性删除是被动的，也就是当客户端来获取某个key的时候，Redis会先检查一下这个key是否过期了，如果过期了那么就会将这个key删除掉，从而保证过期的可以一定会被删除！
优点：对CPU最友好，只在操作当前可以的时候进行检查，删除目标仅限于当前操作的key不会在与本次操作不相干的可以上浪费CPU开销

定时删除
定时删除并不是Redis默认采用的过期策略，但是也是提供了这么一种实时性搞得过期策略，当我们给key设置过期时间的同时Redis会创建一个定时器，为这个可以创建一个定时器，让定时器在key过期时间来临时，立刻执行删除当前可以的操作！
优点：对内存释放最友好，可以及时释放过期的key所占用的内存
缺点：对CPU不是很友好，特别是在大量设置过期key的时候，删除key会占用相当一部分CPU的开销，同时在内存不紧张的时候，CPU紧张的情况下，将CPU用在删除和当前任务不相干的过期key上，会对服务器响应时间和吞吐量造成影响！

定期删除
所谓定期删除，是指Redis默认每隔100毫秒就随机抽取一些(20个)设置过期时间的key，检查这些被抽取到的key是否过期，如果过期就删除，注意这里是随机抽取一些key检查是否过期的 ，如果检查所有的可以那么对CPU的开销会很大的，加入Redis给10万个key都设置了过期时间，每隔100毫秒都检查所有的，那么这种肯定是不行的，所以这里Redis是采用默认时间随机抽取一些key检查是否过期，但是这里就会有问题，假设我们过期的key没被随机抽取到，那么也就不会被删除，那么也就能获取到数据，这时Redis的惰性删除就派上用场了！
这种定期删除的过期策略是对上述两种策略的一个折中方案，可以通过数据情况配置定期频率和时长
优点：

1. 通过设置删除操作的时长和频率，来减少删除对CPU开销，这也是优化定时删除的缺点
2. 定期删除过期key这是优化惰性删除的缺点

缺点：

1. 对内存及时删除不如定时删除
2. 对没必要的CPU开销不如惰性删除

问题思考
假设我们Redis中存在大量设置时间的key，而且已经过期了，但是服务器内存占用一直还是很高，那么这是因为单靠定期删除是随机的，就是那些过期的key数据没被随机扫描到，所以这些过期的数据还保留在内存中，除非获取一下key走惰性删除掉这些已经过期的数据，那么说到这里我们Redis中不单数存储设置过期时间的key，当然还有更多的没有设置过期时间的key，那这些没有设置过期时间的key占用内存过大后也是有一套删除策略的，那么这个被称为Redis内存淘汰策略！Redis内存淘汰策略

持久化对过期key处理

我们知道Redis提供两种持久化方式，AOF和RDB两种，默认采用RDB方式持久化，那么二者对于过期key的处理如下！

RDB对过期key的处理
从内存持久化到RDB：在持久化到RDB前会先检查当前key是否过期，如果过期，那么不写入
从RDB到内存：在Redis启动读取RDB快照时，加载key时会先检查是否过期，如果过期，那么不写入

AOF对过期key的处理
从内存持久化到AOF：

• 当key过期后，还没有被删除时，此时会被持久化到AOF中
• 当key过期后，在发生删除操作是，Redis会先AOF文件追加一条删除命令，删除过期的可以
  AOF重写时，会先判断key是否过期，已经过期的key则不会写入AOF中