1、设置Redis键过期时间
Redis提供了四个命令来设置过期时间(生存时间)。
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。
PS:在Redis内部实现中,前面三个设置过期时间的命令最后都会转换成最后一个PEXPIREAT 命令来完成。
补充知识点:
1.1、除了string独有设置过期时间的方法,其他类型都需依靠expire方法设置时间
# 字符串独有方式
setex/setNx(String key, int seconds, String value)
PERSIST <key> :表示将key的过期时间移除。
设置key
的过期时间。超时后,将会自动删除该key
。在Redis的术语中一个key
的相关超时是volatile的。
生存时间可以通过使用DEL命令来删除整个 key
来移除,或者被SET 和GETSET命令覆写(overwrite)。这意味着,如果一个命令只是修改(alter)一个带生存时间的 key
的值而不是用一个新的 key
值来代替(replace)它的话,那么生存时间不会被改变。 如使用 INCR
递增key的值,执行 LPUSH
将新值推到 list 中或用 HSET
改变hash的field
,这些操作都使超时保持不变。
- 使用
PERSIST
命令可以清除超时,使其变成一个永久key
- 若
key
被RENAME
命令修改,相关的超时时间会转移到新key
- 若
key
被RENAME
命令修改,比如原来就存在Key_A
,然后调用RENAME Key_B Key_A
命令,这时不管原来Key_A
是永久的还是设为超时的,都会由Key_B
的有效期状态覆盖
注意,使用非正超时调用 EXPIRE/PEXPIRE 或具有过去时间的 EXPIREAT/PEXPIREAT 将导致key被删除而不是过期(因此,发出的key事件将是 del,而不是过期)
1.2、返回键的剩余生存时间
TTL <key> :以秒的单位返回键 key 的剩余生存时间。
2、Redis过期时间的判定
在Redis内部,每当我们设置一个键的过期时间时,Redis就会将该键带上过期时间存放到一个过期字典中。当我们查询一个键时,Redis便首先检查该键是否存在过期字典中,如果存在,那就获取其过期时间。然后将过期时间和当前系统时间进行比对,比系统时间大,那就没有过期;反之判定该键过期。
3、过期删除策略
通常删除某个key,我们有如下三种方式进行处理。
①、定时删除
在设置某个key 的过期时间同时,我们创建一个定时器,让定时器在该过期时间到来时,立即执行对其进行删除的操作。
优点:定时删除对内存是最友好的,能够保存内存的key一旦过期就能立即从内存中删除。
缺点:对CPU最不友好,在过期键比较多的时候,删除过期键会占用一部分 CPU 时间,对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。
②、惰性删除
设置该key 过期时间后,我们不去管它,当需要该key时,我们在检查其是否过期,如果过期,我们就删掉它,反之返回该key。
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:对内存不友好,如果一个键已经过期,但是一直没有使用,那么该键就会一直存在内存中,如果数据库中有很多这种使用不到的过期键,这些键便永远不会被删除,内存永远不会释放。从而造成内存泄漏。
③、定期删除
每隔一段时间,我们就对一些key进行检查,删除里面过期的key。
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。
如果执行的太频繁,定期删除策略变得和定时删除策略一样,对CPU不友好。
如果执行的太少,那又和惰性删除一样了,过期键占用的内存不会及时得到释放。
另外最重要的是,在获取某个键时,如果某个键的过期时间已经到了,但是还没执行定期删除,那么就会返回这个键的值,这是业务不能忍受的错误。
4、Redis过期删除策略
前面讨论了删除过期键的三种策略,发现单一使用某一策略都不能满足实际需求,聪明的你可能想到了,既然单一策略不能满足,那就组合来使用吧。
没错,Redis的过期删除策略就是:惰性删除和定期删除两种策略配合使用。
惰性删除:Redis的惰性删除策略由 db.c/expireIfNeeded 函数实现,所有键读写命令执行之前都会调用 expireIfNeeded 函数对其进行检查,如果过期,则删除该键,然后执行键不存在的操作;未过期则不作操作,继续执行原有的命令。
定期删除:由redis.c/activeExpireCycle 函数实现,函数以一定的频率运行,每次运行时,都从一定数量的数据库中取出一定数量的随机键进行检查,并删除其中的过期键。
注意:并不是一次运行就检查所有的库,所有的键,而是随机检查一定数量的键。
定期删除函数的运行频率,在Redis2.6版本中,规定每秒运行10次,大概100ms运行一次。在Redis2.8版本后,可以通过修改配置文件redis.conf 的 hz 选项来调整这个次数。
看上面对这个参数的解释,建议不要将这个值设置超过 100,否则会对CPU造成比较大的压力。
我们看到,通过过期删除策略,对于某些永远使用不到的键,并且多次定期删除也没选定到并删除,那么这些键同样会一直驻留在内存中,又或者在Redis中存入了大量的键,这些操作可能会导致Redis内存不够用,这时候就需要Redis的内存淘汰策略了。
5、内存淘汰策略
①、设置Redis最大内存
在配置文件redis.conf 中,可以通过参数 maxmemory <bytes> 来设定最大内存:
不设定该参数默认是无限制的,但是通常会设定其为物理内存的四分之三。(这里有个疑惑:为啥作者不考虑将此参数设定为百分比呢?)
②、设置内存淘汰方式
当现有内存大于 maxmemory 时,便会触发redis主动淘汰内存方式,通过设置 maxmemory-policy ,有如下几种淘汰方式:
1)volatile-lru 利用LRU算法移除设置过过期时间的key (LRU:最近最少使用 Least Recently Used ) 。
2)allkeys-lru 利用LRU算法移除任何key (和上一个相比,删除的key包括设置过期时间和不设置过期时间的)。通常使用该方式。
3)volatile-random 移除设置过过期时间的随机key 。
4)allkeys-random 无差别的随机移除。
5)volatile-ttl 移除即将过期的key(minor TTL)
6)noeviction 不移除任何key,只是返回一个写错误 ,默认选项,一般不会选用。
在redis.conf 配置文件中,可以设置淘汰方式:
6、总结
通过上面的介绍,相信大家对Redis的过期数据删除策略和内存淘汰策略有一定的了解了。这里总结一下:
Redis过期删除策略是采用惰性删除和定期删除这两种方式组合进行的,惰性删除能够保证过期的数据我们在获取时一定获取不到,而定期删除设置合适的频率,则可以保证无效的数据及时得到释放,而不会一直占用内存数据。
但是我们说Redis是部署在物理机上的,内存不可能无限扩充的,当内存达到我们设定的界限后,便自动触发Redis内存淘汰策略,而具体的策略方式要根据实际业务情况进行选取。