對於Redis中設定了過期時間的Key,你需要知道這些內容

千山qianshan發表於2019-09-01

上一篇文章我們講到了Redis的記憶體淘汰策略(傳送門),這次跟我一起看一下Redis的過期策略。

熟悉Redis的同學應該知道,Redis的每個Key都可以設定一個過期時間,當達到過期時間的時候,這個key就會被自動刪除。

在為key設定過期時間需要注意的事項

1、 DEL/SET/GETSET等命令會清除過期時間

在使用DEL、SET、GETSET等會覆蓋key對應value的命令操作一個設定了過期時間的key的時候,會導致對應的key的過期時間被清除。

//設定mykey的過期時間為300s
127.0.0.1:6379> set mykey hello ex 300
OK
//檢視過期時間
127.0.0.1:6379> ttl mykey
(integer) 294
//使用set命令覆蓋mykey的內容
127.0.0.1:6379> set mykey olleh
OK
//過期時間被清除
127.0.0.1:6379> ttl mykey
(integer) -1
複製程式碼

2、INCR/LPUSH/HSET等命令則不會清除過期時間

而在使用INCR/LPUSH/HSET這種只是修改一個key的value,而不是覆蓋整個value的命令,則不會清除key的過期時間。 INCR:

//設定incr_key的過期時間為300s
127.0.0.1:6379> set incr_key 1 ex 300
OK
127.0.0.1:6379> ttl incr_key
(integer) 291
//進行自增操作
127.0.0.1:6379> incr incr_key
(integer) 2
127.0.0.1:6379> get incr_key
"2"
//查詢過期時間,發現過期時間沒有被清除
127.0.0.1:6379> ttl incr_key
(integer) 277
複製程式碼

LPUSH:

//新增一個list型別的key,並新增一個為1的值
127.0.0.1:6379> LPUSH list 1
(integer) 1
//為list設定300s的過期時間
127.0.0.1:6379> expire list 300
(integer) 1
//檢視過期時間
127.0.0.1:6379> ttl list
(integer) 292
//往list裡面新增值2
127.0.0.1:6379> lpush list 2
(integer) 2
//檢視list的所有值
127.0.0.1:6379> lrange list 0 1
1) "2"
2) "1"
//能看到往list裡面新增值並沒有使過期時間清除
127.0.0.1:6379> ttl list
(integer) 252
複製程式碼

3、PERSIST命令會清除過期時間

當使用PERSIST命令將一個設定了過期時間的key轉變成一個持久化的key的時候,也會清除過期時間。

127.0.0.1:6379> set persist_key haha ex 300
OK
127.0.0.1:6379> ttl persist_key
(integer) 296
//將key變為持久化的
127.0.0.1:6379> persist persist_key
(integer) 1
//過期時間被清除
127.0.0.1:6379> ttl persist_key
(integer) -1
複製程式碼

4、使用RENAME命令,老key的過期時間將會轉到新key上

在使用例如:RENAME KEY_A KEY_B命令將KEY_A重新命名為KEY_B,不管KEY_B有沒有設定過期時間,新的key KEY_B將會繼承KEY_A的所有特性。

//設定key_a的過期時間為300s
127.0.0.1:6379> set key_a value_a ex 300
OK
//設定key_b的過期時間為600s
127.0.0.1:6379> set key_b value_b ex 600
OK
127.0.0.1:6379> ttl key_a
(integer) 279
127.0.0.1:6379> ttl key_b
(integer) 591
//將key_a重新命名為key_b
127.0.0.1:6379> rename key_a key_b
OK
//新的key_b繼承了key_a的過期時間
127.0.0.1:6379> ttl key_b
(integer) 248
複製程式碼

這裡篇幅有限,我就不一一將key_a重新命名到key_b的各個情況列出來,大家可以在自己電腦上試一下key_a設定了過期時間,key_b沒設定過期時間這種情況。

5、使用EXPIRE/PEXPIRE設定的過期時間為負數或者使用EXPIREAT/PEXPIREAT設定過期時間戳為過去的時間會導致key被刪除

EXPIRE:

127.0.0.1:6379> set key_1 value_1
OK
127.0.0.1:6379> get key_1
"value_1"
//設定過期時間為-1
127.0.0.1:6379> expire key_1 -1
(integer) 1
//發現key被刪除
127.0.0.1:6379> get key_1
(nil)
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EXPIREAT:

127.0.0.1:6379> set key_2 value_2
OK
127.0.0.1:6379> get key_2
"value_2"
//設定的時間戳為過去的時間
127.0.0.1:6379> expireat key_2 10000
(integer) 1
//key被刪除
127.0.0.1:6379> get key_2
(nil)
複製程式碼

6、EXPIRE命令可以更新過期時間

對一個已經設定了過期時間的key使用expire命令,可以更新其過期時間。

//設定key_1的過期時間為100s
127.0.0.1:6379> set key_1 value_1 ex 100
OK
127.0.0.1:6379> ttl key_1
(integer) 95
//更新key_1的過期時間為300s
127.0.0.1:6379> expire key_1 300
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key_1
(integer) 295
複製程式碼

在Redis2.1.3以下的版本中,使用expire命令更新一個已經設定了過期時間的key的過期時間會失敗。並且對一個設定了過期時間的key使用LPUSH/HSET等命令修改其value的時候,會導致Redis刪除該key。

Redis的過期策略

那你有沒有想過一個問題,Redis裡面如果有大量的key,怎樣才能高效的找出過期的key並將其刪除呢,難道是遍歷每一個key嗎?假如同一時期過期的key非常多,Redis會不會因為一直處理過期事件,而導致讀寫指令的卡頓。

這裡說明一下,Redis是單執行緒的,所以一些耗時的操作會導致Redis卡頓,比如當Redis資料量特別大的時候,使用keys * 命令列出所有的key。

實際上Redis使用懶惰刪除+定期刪除相結合的方式處理過期的key。

懶惰刪除

所謂懶惰刪除就是在客戶端訪問該key的時候,redis會對key的過期時間進行檢查,如果過期了就立即刪除。

這種方式看似很完美,在訪問的時候檢查key的過期時間,不會佔用太多的額外CPU資源。但是如果一個key已經過期了,如果長時間沒有被訪問,那麼這個key就會一直存留在記憶體之中,嚴重消耗了記憶體資源。

定期刪除

定期刪除的原理是,Redis會將所有設定了過期時間的key放入一個字典中,然後每隔一段時間從字典中隨機一些key檢查過期時間並刪除已過期的key。

Redis預設每秒進行10次過期掃描:

  1. 從過期字典中隨機20個key

  2. 刪除這20個key中已過期的

  3. 如果超過25%的key過期,則重複第一步

同時,為了保證不出現迴圈過度的情況,Redis還設定了掃描的時間上限,預設不會超過25ms。

參考資料

redis.io/commands/ex…

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