?參考：面試官：為什么 Redis 不立刻刪除已經(jīng)過期的數(shù)據(jù)？

目錄

1.Redis 給緩存數(shù)據(jù)設(shè)置過期時(shí)間有什么用？

2.Redis 是如何判斷數(shù)據(jù)是否過期的呢？

3.Redis 過期 key 刪除策略了解么？

4.大量 key 集中過期怎么辦？

---

1.Redis 給緩存數(shù)據(jù)設(shè)置過期時(shí)間

• 在日常中，短信驗(yàn)證碼一般只在 1 分鐘內(nèi)有效，用戶登錄的 Token 可能只在 1 天內(nèi)有效，超過過期時(shí)間就會(huì)失效。
• 上面的例子就是Redis 給緩存數(shù)據(jù)設(shè)置過期時(shí)間的一個(gè)業(yè)務(wù)場景，那么Redis 給緩存數(shù)據(jù)設(shè)置過期時(shí)間有什么好處？
• 因?yàn)?strong>內(nèi)存是有限且珍貴的，如果不對(duì)緩存數(shù)據(jù)設(shè)置過期時(shí)間，那內(nèi)存占用就會(huì)一直增長，最終可能會(huì)導(dǎo)致 OOM 問題。通過設(shè)置合理的過期時(shí)間，Redis 會(huì)自動(dòng)刪除暫時(shí)不需要的數(shù)據(jù)，為新的緩存數(shù)據(jù)騰出空間。?有助于緩解內(nèi)存的消耗。

#設(shè)置過期時(shí)間命令 expire命令，setex 命令expire?key?60?  #?數(shù)據(jù)在?60s?后過期pexpire key 60000   # 命令 pexpire 設(shè)置 key 在 60000 毫秒（即 60 秒）后過期#設(shè)置過期時(shí)間命令 setex 命令setex?key?60?value  ?#?數(shù)據(jù)在?60s?后過期, seyex 將 "key" 設(shè)置為 "value"，并在 60 秒后過期psetex key 60000 value  #使用 PSETEX 指定毫秒為單位的過期時(shí)間#查看過期時(shí)間命令ttl命令ttl?key?#?查看數(shù)據(jù)還有多久過期# 移除一個(gè)鍵的過期時(shí)間,使其永久存儲(chǔ)，有效，persist 命令persist my_key

?注：Redis 中除了字符串類型有自己獨(dú)有設(shè)置過期時(shí)間的命令 setex 外，其他方法都需要依靠 expire 命令來設(shè)置過期時(shí)間 。

---

OOM 問題（Out Of Memory）

當(dāng) JVM 因?yàn)闆]有足夠的內(nèi)存來為對(duì)象分配空間，并且垃圾回收器也已經(jīng)沒有空間可回收時(shí)，就會(huì)拋出這個(gè)錯(cuò)誤。

1. 分配過少：JVM 初始化內(nèi)存小，業(yè)務(wù)使用了大量內(nèi)存；或者不同 JVM 區(qū)域分配內(nèi)存不合理

2. 代碼漏洞：某一個(gè)對(duì)象被頻繁申請(qǐng)，不用了之后卻沒有被釋放，導(dǎo)致內(nèi)存耗盡

內(nèi)存泄漏：申請(qǐng)使用完的內(nèi)存沒有釋放，導(dǎo)致虛擬機(jī)不能再次使用該內(nèi)存，此時(shí)這段內(nèi)存就泄露了。因?yàn)樯暾?qǐng)者不用了，而又不能被虛擬機(jī)分配給別人用，久而久之內(nèi)存空間會(huì)越來越小。

內(nèi)存溢出：申請(qǐng)的內(nèi)存超出了 JVM 能提供的內(nèi)存大小，此時(shí)稱之為溢出，如果內(nèi)存泄漏持續(xù)存在，最后一定會(huì)溢出，兩者是因果關(guān)系。

?

---

?

2.Redis 判斷數(shù)據(jù)是否過期

• Redis 通過一個(gè)叫做過期字典（redisDB 結(jié)構(gòu)的 expires 字典保存了數(shù)據(jù)庫中所有鍵的過期時(shí)間，該字典被稱為過期字典，可以看作是 hash 表）來保存數(shù)據(jù)過期的時(shí)間。
• 過期字典的鍵（一個(gè)指針）指向 redisDB中的某個(gè) key(鍵對(duì)象)，過期字典的值是一個(gè) long long 類型的整數(shù)，這個(gè)整數(shù)保存了 key 所指向的數(shù)據(jù)庫鍵的過期時(shí)間（毫秒精度的 UNIX 時(shí)間戳）。?
• 在查詢一個(gè) key 的時(shí)候，Redis 首先檢查該 key 是否存在于過期字典中（時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)），如果不在就直接返回，在的話需要判斷一下這個(gè) key 是否過期，過期直接刪除 key 然后返回 null。

?

---

3.Redis 過期 key 刪除策略

?

常用的過期數(shù)據(jù)的刪除策略：

1. 惰性刪除：只會(huì)在取出/查詢 key 的時(shí)候才對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過期檢查。這種方式對(duì) CPU 最友好，但是可能會(huì)造成太多過期 key 沒有被刪除。? ??好處是：如果我們?cè)O(shè)置了過期時(shí)間的key 數(shù)量非常龐大的話，挨個(gè)遍歷檢查是非常耗時(shí)的，會(huì)嚴(yán)重影響性能。Redis 設(shè)計(jì)這種策略的目的是為了平衡內(nèi)存和性能。

2. 定期刪除：周期性地隨機(jī)從設(shè)置了過期時(shí)間的 key 中抽查一批，然后逐個(gè)檢查這些 key 是否過期，過期就刪除 key。相比于惰性刪除，定期刪除對(duì)內(nèi)存更友好，對(duì) CPU 不太友好。

3. 延遲隊(duì)列：把設(shè)置過期時(shí)間的 key 放到一個(gè)延遲隊(duì)列里，到期之后就刪除 key。這種方式可以保證每個(gè)過期 key 都能被刪除，但維護(hù)延遲隊(duì)列太麻煩，隊(duì)列本身也要占用資源。? ? ?因?yàn)樵趉ey 多的情況下，一個(gè)延遲隊(duì)列可能無法容納；修改 key 的過期時(shí)間就需要調(diào)整期在延遲隊(duì)列中的位置，還需要引入并發(fā)控制。

4. 定時(shí)刪除：每個(gè)設(shè)置了過期時(shí)間的 key 都會(huì)在設(shè)置的時(shí)間到達(dá)時(shí)立即被刪除。這種方法可以確保內(nèi)存中不會(huì)有過期的鍵，但是它對(duì) CPU 的壓力最大，因?yàn)樗枰獮槊總€(gè)鍵都設(shè)置一個(gè)定時(shí)器。

Redis 采用的是定期刪除+惰性/懶漢式刪除 結(jié)合的策略

定期刪除對(duì)內(nèi)存更加友好，惰性刪除對(duì) CPU 更加友好，二者結(jié)合起來使用既能兼顧 CPU 友好，又能兼顧內(nèi)存友好。

---

?Redis 的定期刪除過程

1. 隨機(jī)的（周期性地隨機(jī)從設(shè)置了過期時(shí)間的 key 中抽查一批），并不能夠保證所有過期鍵都會(huì)被立即刪除。這就是為什么有的 key 過期了，并沒有被刪除。
2. 而且Redis 底層還會(huì)通過限制刪除操作執(zhí)行的時(shí)長和頻率來減少刪除操作對(duì) CPU 時(shí)間的影響。

因此，定期刪除會(huì)受到執(zhí)行時(shí)間和過期 key 的比例的影響：

• 如果刪除操作的執(zhí)行時(shí)間已經(jīng)超過了閾值，就會(huì)中斷這一次定期刪除循環(huán)，以避免使用過多的 CPU 時(shí)間。

• 如果這一批過期的 key 比例超過一個(gè)比例，就會(huì)重復(fù)執(zhí)行此刪除流程，以更積極地清理過期 key。相應(yīng)地，如果過期的 key 比例低于這個(gè)比例，就會(huì)中斷這一次定期刪除循環(huán)，避免做過多的工作而獲得很少的內(nèi)存回收。

• Redis 7.2 版本每次隨機(jī)抽查數(shù)量是 20 ，也就是說每次會(huì)隨機(jī)選擇 20 個(gè)設(shè)置了過期時(shí)間的 key 判斷是否過期。Redis 7.2 版本的執(zhí)行時(shí)間閾值是 25ms，過期 key 比例設(shè)定值是 **10%**。

4.大量 key 集中過期

如果存在大量 key 集中過期的問題，可能會(huì)使 Redis 的請(qǐng)求延遲變高。

1. 盡量避免 key 集中過期，在設(shè)置鍵的過期時(shí)間時(shí)盡量隨機(jī)一點(diǎn)。

2. 對(duì)過期的 key 開啟 lazyfree 機(jī)制（修改 redis.conf 中的 lazyfree-lazy-expire參數(shù)即可），這樣會(huì)在后臺(tái)異步刪除過期的 key，不會(huì)阻塞主線程的運(yùn)行。