Redis过期策略及实现原理

在使用redis时，经常会设置一个过期时间，若不设置过期时间，则该key永久不过期

  当设置了过期时间，redis是如何判断是否过期，以及根据什么策略？

       1)、 redis设置过期时间方式：

        ①、expire key time(以秒为单位) --最常用的方式

        ②、setex(String key,int seconds,String value) --字符串独有的方式

       2)、三种过期策略

        ①、定时删除

        在设置key的过期时间的同时，并设置一个定时器，让定时器在key的过期时间来临时，对key进行删除

        优点：保证内存 被尽快释放

        缺点：若过期key很多，删除这些key会占用CPU的时间，在CPU紧张的情况下，CPU不能把所有的时间用来做要紧的事，还得花时间去删除key；定时器的创建耗时，若为每一个设置过期时间的key创建一个定时器，性能影响严重

       ②、懒汉式删除

       key过期的时候不删除，每次通过key获取值的时候去检查是否过期，如果过期，则删除，返回null

       优点：删除操作只发生在通过key取值的时候发生，而且只删除当前key,所以对CPU时间的占用是比较少的，而且此时的删除是已经到了非做不可的地步（如果此时还不删除的话，我们就会获取到了已经过期的key了）

       缺点：若大量的key在超出超时时间后，很久一段时间内，都没有被获取过，那么可能发生内存泄露（无用的垃圾占用了大量的内存）

       ③、定期删除

       每隔一段时间执行一次删除过期key操作

       优点：通过限制删除操作的时长和频率，来减少删除操作对CPU的占用--处理“定时删除”的缺点；定期删除过期key--处理“懒汉式删除”的缺点

       缺点：在内存方面，不如“定时删除”友好，会造成一定内存占用，但是没懒汉式那么占内存；在CPU方面，不如“懒汉式删除”友好

      难点：合理设置删除操作的执行时长(每次删除执行多长时间)和执行频率(每隔多长时间做一次删除)，每次执行的时长太长或每次执行频率太高对cpu都是一种压力；每次进行删除操作执行之后，需要记录遍历循环到哪个标志，以便下一次定期时间来时，从上次位置开始进行循环遍历

       3)、Redis采用的过期策略

       懒汉式删除+定期删除

       ①、懒汉式删除流程：

           在进行get或setnx等操作时，先检查key是否过期

           若过期，删除key，然后执行相应操作

           若没过期，直接执行相应操作

       ②、定期删除流程（简单而言，对指定个数个库的每个库随机删除小于等于指定个数个过期key）

           遍历每个数据库(就是redis.conf中配置的“database”数量，默认16个库)

           检查当前库中的指定个数key(默认是每个库检查20个key,注意相当于每个循环体执行20次)

           如果当前库中没有一个key设置了过期时间，直接执行下一个库遍历

           随机获取一个设置了过期时间的key,检查该key是否过期，如果过期则删除

           判断定期删除操作是否已经达到指定时长，若已经达到，直接退出定期删除

        注：对于定期删除，在程序中有一个全局变量current_db来记录下一个将要遍历的库，假设有16个库，我们这一次定期删除遍历了10个，那此时的current_db就是11，下一次定期删除就从第11个库开始遍历，假设current_db等于15了，那么之后遍历就再从0号库开始（此时current_db==0）