redis过期策略及定期策略配置

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redis服务器实际使用的过期键删除策略有两种:

  • 定期删除
  • 惰性删除

redis 会将每个设置了过期时间的 key 放入到一个独立的字典中,以后会定时遍历这个字典来删除到期的 key。除了定时遍历之外,它还会使用惰性策略来删除过期的 key,所谓惰性策略就是在客户端访问这个 key 的时候,redis 对 key 的过期时间进行检查,如果过期了就立即删除。定时删除是集中处理,惰性删除是零散处理。

通过配合使用这两种删除策略,服务器可以很好地合理使用cpu时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。

1.定期删除

Redis 默认会每秒进行十次过期扫描,过期扫描不会遍历过期字典中所有的 key,而是采用了一种简单的贪心策略。

  1. 从过期字典中随机 20 个 key;
  2. 删除这 20 个 key 中已经过期的 key;
  3. 如果过期的 key 比率超过 1/4,那就重复步骤 1;

同时,为了保证过期扫描不会出现循环过度,导致线程卡死现象,算法还增加了扫描时间的上限,默认不会超过 25ms。

如果某一时刻,有大量key同时过期,Redis 会持续扫描过期字典,造成客户端响应卡顿,因此设置过期时间时,就尽量避免这个问题,在设置过期时间时,可以给过期时间设置一个随机范围,避免同一时刻过期。

1.1 如何配置定期删除执行时间间隔

redis的定时任务默认是10s执行一次,如果要修改这个值,可以在redis.conf中修改hz的值。

redis.conf中,hz默认设为10,提高它的值将会占用更多的cpu,当然相应的redis将会更快的处理同时到期的许多key,以及更精确的去处理超时。 hz的取值范围是1~500,通常不建议超过100,只有在请求延时非常低的情况下可以将值提升到100。

1.2 单线程的redis,如何知道要运行定时任务?

redis是单线程的,线程不但要处理定时任务,还要处理客户端请求,线程不能阻塞在定时任务或处理客户端请求上,那么,redis是如何知道何时该运行定时任务的呢?

Redis 的定时任务会记录在一个称为最小堆的数据结构中。这个堆中,最快要执行的任务排在堆的最上方。在每个循环周期,Redis 都会将最小堆里面已经到点的任务立即进行处理。处理完毕后,将最快要执行的任务还需要的时间记录下来,这个时间就是接下来处理客户端请求的最大时长,若达到了该时长,则暂时不处理客户端请求而去运行定时任务。

2.懒惰删除

定时删除策略中,从删除方法来看,必然会导致有key过期了但未从redis中删除的情况。

面对这种情况,redis在操作一个key时,会先判断这个值是否过期,若已过期,则删除该key;若未过期,则进行后续操作。

2. aof/rdb和复制功能对过期键的处理

rdb

  • 生成rdb文件:生成时,程序会对键进行检查,过期键不放入rdb文件。
  • 载入rdb文件:载入时,如果以主服务器模式运行,程序会对文件中保存的键进行检查,未过期的键会被载入到数据库中,而过期键则会忽略;如果以从服务器模式运行,无论键过期与否,均会载入数据库中,过期键会通过与主服务器同步而删除。

aof

  • 当服务器以aof持久化模式运行时,如果数据库中的某个键已经过期,但它还没有被删除,那么aof文件不会因为这个过期键而产生任何影响;当过期键被删除后,程序会向aof文件追加一条del命令来显式记录该键已被删除。
  • aof重写过程中,程序会对数据库中的键进行检查,已过期的键不会被保存到重写后的aof文件中。

复制

当服务器运行在复制模式下时,从服务器的过期删除动作由主服务器控制:

  • 主服务器在删除一个过期键后,会显式地向所有从服务器发送一个del命令,告知从服务器删除这个过期键;
  • 从服务器在执行客户端发送的读命令时,即使碰到过期键也不会将过期键删除,而是继续像处理未过期的键一样来处理过期键;
  • 从服务器只有在接到主服务器发来的del命令后,才会删除过期键。

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