Redis中可以設(shè)置鍵的過(guò)期時(shí)間，并且通過(guò)取出過(guò)期字典（expires dict）中鍵的過(guò)期時(shí)間和當(dāng)前時(shí)間比較來(lái)判斷是否過(guò)期。

那么一個(gè)過(guò)期的鍵是怎么被刪除的呢？

定時(shí)刪除

定時(shí)刪除：在設(shè)置鍵的過(guò)期時(shí)間時(shí)，創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器(timer),讓定時(shí)器在鍵的過(guò)期時(shí)間來(lái)臨時(shí)，立即執(zhí)行對(duì)鍵的刪除操作。

這是對(duì)內(nèi)存最友好的，因?yàn)樗ㄟ^(guò)定時(shí)器保證了過(guò)期即會(huì)刪除，并釋放過(guò)期鍵占用的內(nèi)存。但是這是對(duì)CPU最不友好的，在過(guò)期鍵比較多的情況下，刪除大量過(guò)期鍵會(huì)占用相當(dāng)一部分CPU時(shí)間，會(huì)對(duì)服務(wù)器的的響應(yīng)時(shí)間和吞吐量造成影響。

如果服務(wù)器當(dāng)前不缺少內(nèi)存，那么服務(wù)器應(yīng)該優(yōu)先將CPU時(shí)間用在處理客戶端的命令請(qǐng)求上面，而不是用在刪除過(guò)期鍵上面。
而且，創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)器需要用到Redis服務(wù)器中的時(shí)間事件，而其實(shí)現(xiàn)方式是無(wú)序鏈表，所以查找一個(gè)事件的時(shí)間復(fù)雜度為O(N)，并不能高效地處理大量時(shí)間事件。

惰性刪除

惰性刪除：放任鍵過(guò)期不管，但是每次從鍵空間中獲取鍵時(shí)，都檢查取得的鍵是否過(guò)期，如果過(guò)期的話，就刪除該鍵;如果沒(méi)有過(guò)期，就返回該鍵。

惰性刪除策略對(duì)CPU時(shí)間來(lái)說(shuō)是最友好的：程序只會(huì)在取出鍵時(shí)才對(duì)鍵進(jìn)行過(guò)期檢查。但它對(duì)內(nèi)存是最不友好的，如果一個(gè)鍵已經(jīng)過(guò)期，那么只要這個(gè)過(guò)期鍵不被訪問(wèn)，它所占用的內(nèi)存就不會(huì)釋放。（甚至可以將這種情況看作是一種內(nèi)存泄漏，這對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)非常依賴于內(nèi)存的Redis服務(wù)器來(lái)說(shuō)，肯定不是一個(gè)好消息）

定期刪除

定期刪除:每隔一段時(shí)間，程序就對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一次檢查，刪除里面的過(guò)期鍵。至于要?jiǎng)h除多少過(guò)期鍵，以及要檢查多少個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，則由算法決定。

定期刪除策略是前兩種策略的一種整合和折中，它的難點(diǎn)是確定刪除操作執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)和頻率:

• 如果刪除操作執(zhí)行得太頻繁，或者執(zhí)行的時(shí)間太長(zhǎng)，定期刪除策略就會(huì)退化成定時(shí)
  刪除策略，以至于將CPU時(shí)間過(guò)多地消耗在刪除過(guò)期鍵上面。
• 如果刪除操作執(zhí)行得太少，或者執(zhí)行的時(shí)間太短，定期刪除策略又會(huì)和惰性刪除策
  略一樣，出現(xiàn)浪費(fèi)內(nèi)存的情況

因此，如果采用定期刪除策略的話，服務(wù)器必須根據(jù)情況合理地設(shè)置刪除操作的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)和執(zhí)行頻率。

Redis的實(shí)現(xiàn)

Redis 選擇「惰性刪除+定期刪除」這兩種策略配和使用

惰性刪除

惰性刪除策略由db.c/expireIfNeeded函數(shù)實(shí)現(xiàn)，所有讀寫數(shù)據(jù)庫(kù)的Redis命令在執(zhí)行之前都會(huì)調(diào)用expireIfNeeded函數(shù)對(duì)輸入鍵進(jìn)行檢查：如果輸人鍵已經(jīng)過(guò)期，那么將輸人鍵從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除；如果輸人鍵未過(guò)期，則不做動(dòng)作。

Redis 的惰性刪除策略由db.c文件中的 expireIfNeeded 函數(shù)實(shí)現(xiàn)，代碼如下：

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key) {
    // 判斷 key 是否過(guò)期
    if (!keyIsExpired(db,key)) 
        return 0;

    // 刪除過(guò)期鍵 
    // 如果 server.lazyfree_lazy_expire 為 1 表示異步刪除，反之同步刪除；
    return server.lazyfree_lazy_expire ? dbAsyncDelete(db,key) :
                                         dbSyncDelete(db,key);
}

Redis 在訪問(wèn)或者修改 key 之前，都會(huì)調(diào)用 expireIfNeeded 函數(shù)對(duì)其進(jìn)行檢查，檢查 key 是否過(guò)期：

• 如果過(guò)期，則刪除該 key，至于選擇異步刪除，還是選擇同步刪除，根據(jù) lazyfree_lazy_expire 參數(shù)配置決定（Redis 4.0版本開(kāi)始提供參數(shù)），然后返回 null 客戶端
• 如果沒(méi)有過(guò)期，正常處理指令

定期刪除

在 Redis 中，默認(rèn)每秒進(jìn)行 10 次過(guò)期檢查一次數(shù)據(jù)庫(kù)，此配置可通過(guò) Redis 的配置文件 redis.conf 進(jìn)行配置（hz），它的默認(rèn)值是10。

過(guò)期鍵的定期刪除策略由redis.c/activeExpireCycle函數(shù)實(shí)現(xiàn)，每當(dāng)Redis的服務(wù)器周期性操作redis.c/serverCron函數(shù)執(zhí)行時(shí)，activeExpireCycle函數(shù)就會(huì)被調(diào)用，它在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，分多次遍歷服務(wù)器中的各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)期字典（expires dict）中隨機(jī)檢查一部分鍵的過(guò)期時(shí)間，并刪除其中的過(guò)期鍵。

過(guò)程用偽代碼表示為：

#代碼來(lái)自《Redis設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》，版本是Redis 2.9。跟新版redis應(yīng)該有所偏差

#默認(rèn)每次檢查的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)量
DEFAULT_ DB_ NUMBERS = 16
#默認(rèn)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)檢查的鍵數(shù)量
DEFAULT KEY_ NUMBERS = 20
#全局變量，記錄檢查進(jìn)度.
current_ db = 0

def activeExpireCycle() :
    #遍歷各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)
    for i in range (db_numbers) :
        #已經(jīng)遍歷一輪，將current_ db重置為0，開(kāi)始新的一輪遍歷
        if current_db == server.dbnum:
            current_db = 0
            
        #獲取當(dāng)前要處理的數(shù)據(jù)庫(kù)
        redisDb = server.db[current__db]
        #將數(shù)據(jù)庫(kù)索引增1，指向下一個(gè)要處理的數(shù)據(jù)庫(kù)
        current_db += 1
        
        #檢查數(shù)據(jù)庫(kù)鍵
        for j in range (DEFAULT_KEY_NUMBERS) :
            #如果數(shù)據(jù)庫(kù)中沒(méi)有一個(gè)鍵帶有過(guò)期時(shí)間，那么跳過(guò)這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)
            if redisDb.expires.size() == 0: 
                break
                
            #隨機(jī)獲取一個(gè)帶有過(guò)期時(shí)間的鍵
        	key_with_ttl = redisDb.expires.get_random_key ()
            #檢查鍵是否過(guò)期，如果過(guò)期就刪除它.
            if is_expired(key_with_ttl) :
            	delete_key(key_with_ttl)
            
            #已達(dá)到時(shí)間上限，停止處理
            if reach_time_limit() : return

總的來(lái)說(shuō)就是，定期刪除會(huì)在規(guī)定時(shí)間（時(shí)間不超過(guò)上限，25ms）內(nèi)依次遍歷所有數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)依次隨機(jī)獲取20個(gè)鍵并刪除過(guò)期的鍵，如果過(guò)期鍵超過(guò)25%會(huì)繼續(xù)隨機(jī)獲取20個(gè)鍵。

以上就是Redis中過(guò)期鍵刪除的三種方法的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis過(guò)期鍵刪除的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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