本文對redis的過期機制簡單的講解一下（推薦：redis視頻教程）
講解之前我們先拋出一個問題，我們知道很多時候服務器經(jīng)常會用到redis作為緩存，有很多數(shù)據(jù)都是臨時緩存一下，可能用過之后很久都不會再用到了（比如暫存Session，又或者只存放日行情股票數(shù)據(jù)）那么就會出現(xiàn)一下幾個問題了
Redis會自己回收清理不用的數(shù)據(jù)嗎？
如果能，那如何配置？
如果不能，如何防止數(shù)據(jù)累加后大量占用存儲空間的問題？
之前一直接觸Redis不是很深入，最近項目當中遇到一個需求場景，需要清空一些存放在Redis的數(shù)據(jù)，主要是通過一些時間進行過濾，刪除那些不滿足的數(shù)據(jù)，但是這樣的工作每天都需要進行，那工作量就比較大了，而且每天都需要按時去手動清理，這樣做也不切實際，后面發(fā)現(xiàn)Redis中有個設置時間過期的功能，即對存儲在Redis數(shù)據(jù)庫中的值可以設置一個過期時間。
作為一個緩存數(shù)據(jù)庫，這是非常實用的。這就是我們本文要講到的Redis過期機制。其實這個機制運用的場景十分廣泛，比如我們一般項目中的Token或者一些登錄信息，尤其是短信驗證碼都是有時間限制的，或者是限制請求次數(shù)，如果按照傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫處理方式，一般都是自己判斷過期，這樣無疑會嚴重影響項目性能。
一、設置過期時間
Redis對存儲值的過期處理實際上是針對該值的鍵（key）處理的，即時間的設置也是設置key的有效時間。Expires字典保存了所有鍵的過期時間，Expires也被稱為過期字段。
expire key time(以秒為單位)–這是最常用的方式
setex(String key, int seconds, String value)–字符串獨有的方式
注：
1、除了字符串自己獨有設置過期時間的方法外，其他方法都需要依靠expire方法來設置時間
2、如果沒有設置時間，那緩存就是永不過期
3、如果設置了過期時間，之后又想讓緩存永不過期，使用persist key
1、常用方式
一般主要包括4種處理過期方，其中expire都是以秒為單位，pexpire都是以毫秒為單位的。
EXPIRE?key?seconds //將key的生存時間設置為ttl秒 PEXPIRE?key?milliseconds //將key的生成時間設置為ttl毫秒 EXPIREAT?key?timestamp //將key的過期時間設置為timestamp所代表的的秒數(shù)的時間戳 PEXPIREAT?key?milliseconds-timestamp //將key的過期時間設置為timestamp所代表的的毫秒數(shù)的時間戳
備注：timestamp為unix時間戳（例如：timestamp=1499788800 表示將在2017.07.12過期）
1、2兩種方式是設置一個過期的時間段，就是咱們處理驗證碼最常用的策略，設置三分鐘或五分鐘后失效，把分鐘數(shù)轉(zhuǎn)換成秒或毫秒存儲到Redis中。
3、4兩種方式是指定一個過期的時間 ，比如優(yōu)惠券的過期時間是某年某月某日，只是單位不一樣。
下面我們就以EXPIREAT為例子簡單講解下用法。
返回值
一個整數(shù)值1或0，如下：
如果成功地為該鍵設置了超時時間，返回 1
如果鍵不存在或無法設置超時時間，返回 0
語法
以下是以Redis的EXPIREAT命令的基本語法。
redis?127.0.0.1:6379>?Expireat?KEY_NAME?TIME_IN_UNIX_TIMESTAMP
示例
首先，在Redis中創(chuàng)建一個鍵：akey，并在akey中設置一些值。
redis?127.0.0.1:6379>?SET?akey?redis? OK
現(xiàn)在，為設置創(chuàng)建的鍵設置超時時間為60?秒。
127.0.0.1:6379>?SET?akey?redis OK 127.0.0.1:6379>?EXPIREAT?akey?1393840000 (integer)?1 127.0.0.1:6379>?EXISTS?akey (integer)?0 127.0.0.1:6379>?SET?akey?redis OK 127.0.0.1:6379>?EXPIREAT?akey?1493840000 (integer)?1 127.0.0.1:6379>?EXISTS?akey (integer)?1
其他三個用法類似，這里不逐一闡述
2、字符串獨有方式
對字符串特殊處理的方式為SETEX命令，SETEX命令為指定的 key 設置值及其過期時間。如果 key 已經(jīng)存在， SETEX 命令將會替換舊的值。
返回值
設置成功時返回 OK 。
語法
Redis Setex 命令基本語法如下：
redis?127.0.0.1:6379>?SETEX?KEY_NAME?TIMEOUT?VALUE
示例
redis?127.0.0.1:6379>?SETEX?mykey?60?redis OK redis?127.0.0.1:6379>?TTL?mykey 60 redis?127.0.0.1:6379>?GET?mykey "redis
二、3種過期策略
定時刪除
含義：在設置key的過期時間的同時，為該key創(chuàng)建一個定時器，讓定時器在key的過期時間來臨時，對key進行刪除
優(yōu)點：保證內(nèi)存被盡快釋放
缺點：
若過期key很多，刪除這些key會占用很多的CPU時間，在CPU時間緊張的情況下，CPU不能把所有的時間用來做要緊的事兒，還需要去花時間刪除這些key
定時器的創(chuàng)建耗時，若為每一個設置過期時間的key創(chuàng)建一個定時器（將會有大量的定時器產(chǎn)生），性能影響嚴重
沒人用
惰性刪除
含義：key過期的時候不刪除，每次從數(shù)據(jù)庫獲取key的時候去檢查是否過期，若過期，則刪除，返回NULL。
優(yōu)點：刪除操作只發(fā)生在從數(shù)據(jù)庫取出key的時候發(fā)生，而且只刪除當前key，所以對CPU時間的占用是比較少的，而且此時的刪除是已經(jīng)到了非做不可的地步（如果此時還不刪除的話，我們就會獲取到了已經(jīng)過期的key了）
缺點：若大量的key在超出超時時間后，很久一段時間內(nèi)，都沒有被獲取過，那么可能發(fā)生內(nèi)存泄露（無用的垃圾占用了大量的內(nèi)存）
定期刪除
含義：每隔一段時間執(zhí)行一次刪除(在redis.conf配置文件設置hz，1s刷新的頻率)過期key操作
優(yōu)點：
通過限制刪除操作的時長和頻率，來減少刪除操作對CPU時間的占用–處理”定時刪除”的缺點
定期刪除過期key–處理”惰性刪除”的缺點
缺點
在內(nèi)存友好方面，不如”定時刪除”
在CPU時間友好方面，不如”惰性刪除”
難點
合理設置刪除操作的執(zhí)行時長（每次刪除執(zhí)行多長時間）和執(zhí)行頻率（每隔多長時間做一次刪除）（這個要根據(jù)服務器運行情況來定了）
看完上面三種策略后可以得出以下結(jié)論：?
定時刪除和定期刪除為主動刪除：Redis會定期主動淘汰一批已過去的key
惰性刪除為被動刪除：用到的時候才會去檢驗key是不是已過期，過期就刪除
惰性刪除為redis服務器內(nèi)置策略
定期刪除可以通過：
第一、配置redis.conf 的hz選項，默認為10 （即1秒執(zhí)行10次，100ms一次，值越大說明刷新頻率越快，最Redis性能損耗也越大）?
第二、配置redis.conf的maxmemory最大值，當已用內(nèi)存超過maxmemory限定時，就會觸發(fā)主動清理策略
?注意：
上邊所說的數(shù)據(jù)庫指的是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，默認情況下每一臺redis服務器有16個數(shù)據(jù)庫（關于數(shù)據(jù)庫的設置，看下邊代碼），默認使用0號數(shù)據(jù)庫，所有的操作都是對0號數(shù)據(jù)庫的操作，關于redis數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)，查看 第八章 Redis數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與讀寫原理
#?設置數(shù)據(jù)庫數(shù)量。默認為16個庫，默認使用DB?0，可以使用"select?1"來選擇一號數(shù)據(jù)庫 #?注意：由于默認使用0號數(shù)據(jù)庫，那么我們所做的所有的緩存操作都存在0號數(shù)據(jù)庫上， #?當你在1號數(shù)據(jù)庫上去查找的時候，就查不到之前set過得緩存 #?若想將0號數(shù)據(jù)庫上的緩存移動到1號數(shù)據(jù)庫，可以使用"move?key?1" databases?16
memcached只是用了惰性刪除，而Redis同時使用了惰性刪除與定期刪除，這也是二者的一個不同點（可以看做是redis優(yōu)于memcached的一點）
對于惰性刪除而言，并不是只有獲取key的時候才會檢查key是否過期，在某些設置key的方法上也會檢查（eg.setnx key2 value2：該方法類似于memcached的add方法，如果設置的key2已經(jīng)存在，那么該方法返回false，什么都不做；如果設置的key2不存在，那么該方法設置緩存key2-value2。
假設調(diào)用此方法的時候，發(fā)現(xiàn)redis中已經(jīng)存在了key2，但是該key2已經(jīng)過期了，如果此時不執(zhí)行刪除操作的話，setnx方法將會直接返回false，也就是說此時并沒有重新設置key2-value2成功，所以對于一定要在setnx執(zhí)行之前，對key2進行過期檢查）
三、Redis采用的過期策略
惰性刪除+定期刪除
惰性刪除流程
在進行g(shù)et或setnx等操作時，先檢查key是否過期，
若過期，刪除key，然后執(zhí)行相應操作；
若沒過期，直接執(zhí)行相應操作
定期刪除流程（簡單而言，對指定個數(shù)個庫的每一個庫隨機刪除小于等于指定個數(shù)個過期key）
遍歷每個數(shù)據(jù)庫（就是redis.conf中配置的”database”數(shù)量，默認為16）
檢查當前庫中的指定個數(shù)個key（默認是每個庫檢查20個key，注意相當于該循環(huán)執(zhí)行20次，循環(huán)體時下邊的描述）
如果當前庫中沒有一個key設置了過期時間，直接執(zhí)行下一個庫的遍歷
隨機獲取一個設置了過期時間的key，檢查該key是否過期，如果過期，刪除key
判斷定期刪除操作是否已經(jīng)達到指定時長，若已經(jīng)達到，直接退出定期刪除。
四、RDB對過期key的處理
過期key對RDB沒有任何影響
從內(nèi)存數(shù)據(jù)庫持久化數(shù)據(jù)到RDB文件
持久化key之前，會檢查是否過期，過期的key不進入RDB文件
從RDB文件恢復數(shù)據(jù)到內(nèi)存數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)庫之前，會對key先進行過期檢查，如果過期，不導入數(shù)據(jù)庫（主庫情況）
五、AOF對過期key的處理
過期key對AOF沒有任何影響
從內(nèi)存數(shù)據(jù)庫持久化數(shù)據(jù)到AOF文件：
當key過期后，還沒有被刪除，此時進行執(zhí)行持久化操作（該key是不會進入aof文件的，因為沒有發(fā)生修改命令）
當key過期后，在發(fā)生刪除操作時，程序會向aof文件追加一條del命令（在將來的以aof文件恢復數(shù)據(jù)的時候該過期的鍵就會被刪掉）
AOF重寫
重寫時，會先判斷key是否過期，已過期的key不會重寫到aof文件?
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