【Redis】9.key过期删除策略

参考博客1
参考博客2
Redis 是可以通过 expire 设置过期时间的,但是如果一个键过期了,那什么时候被删除呢?

1.过期策略

有三种过期策略:定时删除,惰性删除,定期删除。策略虽有三种,但是 redis 只用了后两种。

1.1. 定时删除

在设置键的过期时间的同时,创建一个定时器,让定时器在键的过期时间来临时,立即执行对键的删除操作。(创建定时器删除)

优点:
1、对内存最友好:通过使用定时器,可以保证过期的键会尽可能快地被删除,释放所占内存

缺点:
1、对cpu最不友好:在过期键比较多的情况下,删除过期键这一行为可能会占用相当一部分cpu的时间,对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。

1.2. 惰性删除

放任键的过期不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取得的键是否过期,如果过期的话,就删除该键;如果没有过期,就返回该键。(使用的时候删除)

优点:
1、对cpu最友好:只有在取出键的时候才会对过期键进行检查,即不需要cpu定期扫描,也不需要创建大量的定时器。

缺点:
1、对内存最不友好:如果一个键已经过期,但是后面不会被访问到的话,那么就一直保留在数据库中。如果这样的键过多,无疑会占用很大的内存。

1.3. 定期删除

每隔一段时间,程序就对数据库进行一次检查,删除里面过期的键。至于要删除多少过期键,以及要检查多少个数据库,则有算法决定。(定期扫描删除)

定期删除是上面的定时删除和惰性删除的一中折中方案。

优点:
1、定期删除每隔一段时间执行一次过期键操作,并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时间的影响。

2、通过删除过期键,能有效的减少因为过期键而带来的内存浪费

缺点:
难以确定删除操作执行的时长和频率
1、如果删除操作执行得太频繁,或者执行的时间太长,定期删除策略就会退化成定时删除,以至于占用太多cpu的执行时间。

2、如果删除操作执行的时间太少,或执行时间太短,定期删除策略又会和惰性删除一样,出现内存浪费。

2. redis 的过期策略

redis 使用了三种过期删除策略的后两种,惰性删除(被动删除) 和 定期删除(主动删除)。

1.惰性删除

只有key被操作时(如GET),REDIS才会被动检查该key是否过期,如果过期则删除之并且返回NIL。
过期键的惰性删除删除策略由db.c/expireIfNeeded函数实现,所有读写数据库的Redis命令在执行之前都会调用expireIfNeed函数对输入键进行检查:如果键已经过期,那么expireIfNeeded函数将键删除;如果键未过期,那么expireIfNeeded函数不做操作

2.主动删除
主动删除也分为两种情况,一种是定期,一种是内存占用量超过阈值触发

2.1 定期
过期键的定期删除策略由redis.c/activeExpireCycle函数实现,每当Redis的服务器周期性操作redis.c/serverCron函数执行时,activeExpireCycle函数就会被调用,它在规定时间内,分多次遍历服务器中各个数据库。

Redis 默认每秒进行 10 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,步骤如下。

(1)从过期字典中随机选出 100个 key。

(2)删除这 100 个 key 中已经过期的 key。

(3)如果过期的 key的比例超过 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,导致结程卡死的现象,算法还增加了扫描时间的上限,默认不会超过 25ms

在 Redis 2.6 版本中, 程序规定 serverCron 每秒运行 10 次, 平均每 100 毫秒运行一次。 从 Redis 2.8 开始, 用户可以通过修改 hz 选项来调整 serverCron 的每秒执行次数, 具体信息请参考 redis.conf 文件中关于 hz 选项的说明

2.2 内存阈值触发
当前已用内存超过maxmemory限定时,触发主动清理策略
volatile-lru:只对设置了过期时间的key进行LRU(默认值,Least Recently Used的缩写,即最近最少使用)
allkeys-lru : 删除lru算法的key
volatile-random:随机删除即将过期key
allkeys-random:随机删除
volatile-ttl : 删除即将过期的
noeviction : 永不过期,返回错误当mem_used内存已经超过maxmemory的设定,对于所有的读写请求,都会触发redis.c/freeMemoryIfNeeded(void)函数以清理超出的内存。注意这个清理过程是阻塞的,直到清理出足够的内存空间。所以如果在达到maxmemory并且调用方还在不断写入的情况下,可能会反复触发主动清理策略,导致请求会有一定的延迟。

当mem_used内存已经超过maxmemory的设定,对于所有的读写请求,都会触发redis.c/freeMemoryIfNeeded(void)函数以清理超出的内存。注意这个清理过程是阻塞的,直到清理出足够的内存空间。所以如果在达到maxmemory并且调用方还在不断写入的情况下,可能会反复触发主动清理策略,导致请求会有一定的延迟。

清理时会根据用户配置的maxmemory-policy来做适当的清理(一般是LRU或TTL),这里的LRU或TTL策略并不是针对redis的所有key,而是以配置文件中的maxmemory-samples个key作为样本池进行抽样清理。

你可能感兴趣的:(【Redis】9.key过期删除策略)