Redis 的資料過期了就會馬上刪除麼？

碼哥位元組發表於2022-05-16
Redis

碼哥，當 key 達到過期時間，Redis 就會馬上刪除麼？

先說結論，並不會立馬刪除，Redis 有兩種刪除過期資料的策略：

  • 定期選取部分資料刪除；
  • 惰性刪除；

該命令在 Redis 2.4 版本，過期時間並不是很精確，它可能在零到一秒之間。

從 Redis 2.6 開始，過期錯誤為 0 到 1 毫秒。

EXPIRE key seconds [ NX | XX | GT | LT] 指令可以將指定的 key 設定過期時間，如果沒有設定過期時間， key 將一直存在，除非我們明確將其刪除，比如執行 DEL 指令。

所謂”狡兔死，走狗烹“，沒用了就幹掉，跟 35 歲就“畢業”是一個道理。

好慌……

從 Redis 版本 7.0.0 開始：EXPIRE 新增了選項：NX、XX和GT、LT 選項。

  • NX：當 key 沒有過期時才設定過期時間；
  • XX：只有 key 已過期的時候才設定過期時間；
  • GT：僅當新的到期時間大於當前到期時間時才設定過期時間；
  • LT：僅在新到期時間小於當前到期時間才設定到過期時間。

過期與持久化

主從或者叢集架構中，兩臺機器的時鐘嚴重不同步，會有什麼問題麼？

key 過期資訊是用 Unix 絕對時間戳表示的。

為了讓過期操作正常執行，機器之間的時間必須保證穩定同步，否則就會出現過期時間不準的情況。

比如兩臺時鐘嚴重不同步的機器發生 RDB 傳輸， slave 的時間設定為未來的 2000 秒，假如在 master 的一個 key 設定 1000 秒存活，當 Slave 載入 RDB 的時候 key 就會認為該 key 過期（因為 slave 機器時間設定為未來的 2000 s），並不會等待 1000 s 才過期。

機器時鐘不同步導致過期混亂

惰性刪除

惰性刪除很簡單，就是當有客戶端的請求查詢該 key 的時候，檢查下 key 是否過期，如果過期，則刪除該 key。

比如當 Redis 收到客戶端的GET movie:小澤#瑪……利亞.rmvb 請求，就會先檢查 key = movie:小澤#瑪……利亞.rmvb 是否已經過期，如果過期那就刪除。

刪除過期資料的主動權交給了每次訪問請求。

該實現通過 expireIfNeeded函式實現，原始碼路徑：src/db.c。

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key, int force_delete_expired) {
  	// key 沒有過期，return 0
    if (!keyIsExpired(db,key)) return 0;
    if (server.masterhost != NULL) {
        if (server.current_client == server.master) return 0;
        if (!force_delete_expired) return 1;
    }

    if (checkClientPauseTimeoutAndReturnIfPaused()) return 1;

    /* Delete the key */
    deleteExpiredKeyAndPropagate(db,key);
    return 1;
}

定期刪除

僅僅靠客戶端訪問來判斷 key 是否過期才執行刪除肯定不夠，因為有的 key 過期了，但未來再也沒人訪問，這些資料要怎麼刪除呢？

不能讓這些資料「佔著茅坑不拉屎」。

所謂定期刪除，也就是 Redis 預設每 1 秒執行 10 次（每 100 ms 執行一次），每次隨機抽取一些設定了過期時間的 key，檢查是否過期，如果發現過期了就直接刪除。

注意：並不是一次執行就檢查所有的庫，所有的鍵，而是隨機檢查一定數量的鍵。

具體步驟如下：

定時刪除

  1. 從所有設定了過期時間的 key 集合中隨機選擇 20 個 key；
  2. 刪除「步驟 1」發現的所有過期 key 資料；
  3. 「步驟 2 」結束，過期的 key 超過 25%，則繼續執行「步驟 1」。

刪除的原始碼 expire.c 的 activeExpireCycle 函式實現。

這也就意味著在任何時候，過期 key 的最大數量等於每秒最大寫入操作量除以 4。

為啥不檢查所有設定過期時間的 key？

你想呀，假設 Redis 裡存放了 100 w 個 key，都設定了過期時間，每隔 100 毫秒就檢查 100 w 個 key，CPU 全浪費在檢查過期 key 上了，Redis 也就廢了。

注意了：不管是定時刪除，還是惰性刪除。當資料刪除後，master 會生成刪除的指令記錄到 AOF 和 slave 節點。

碼哥，如果過期的資料太多，定時刪除無法刪除完全（每次刪除完過期的 key 還是超過 25%），同時這些 key 也再也不會被客戶端請求，也就是無法走惰性刪除，會怎樣？

會不會導致 Redis 記憶體耗盡，怎麼破？

這個問題問得好，答案是走記憶體淘汰機制。

今天就到這裡，說太多的話，大家容易在知識的海量裡嗆死，保命要緊，至於記憶體淘汰機制詳情，請看下回分解。

參考資料

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