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Redis的过期删除策略

Redis 为了管理内存并移除不再需要的数据，提供了键（key）的过期时间设置功能。当一个键过期后，Redis 会通过特定的策略将其删除。Redis 主要结合了两种删除策略：惰性删除和定期删除。

1. 惰性删除 (Lazy Deletion)

惰性删除是指 Redis 在客户端访问一个键时，会先检查这个键是否已经过期。如果过期，Redis 会立即删除这个键，然后返回空值；如果没过期，则正常返回值。

  • 优点：这种策略对 CPU 非常友好，因为它只在必要时才进行删除操作，不会在删除过期键上花费额外的 CPU 时间。
  • 缺点：对内存不友好。如果一个键过期后一直没有被访问，它就会一直占用着内存，不会被释放，这在某种程度上可能导致内存泄漏。

2. 定期删除 (Periodic Deletion)

由于惰性删除策略可能导致大量过期键积压在内存中，Redis 还引入了定期删除策略作为补充。

Redis 会每隔一段时间（默认是每秒 10 次），从设置了过期时间的键中随机抽取一部分进行检查，并删除其中已过期的键。这个过程由 activeExpireCycle 函数实现。 这是一个主动的删除过程，旨在清理那些可能永远不会被再次访问的过期键。

  • 优点：通过主动清理，可以有效减少因过期键堆积而造成的内存浪费。
  • 缺点：这是一个权衡策略。如果删除操作过于频繁或执行时间过长，会占用较多的 CPU 资源，影响服务器的响应性能。因此，Redis 的定期删除是随机且分批进行的，以控制其对 CPU 的影响。

Redis 采用的组合策略

为了在 CPU 性能和内存使用之间取得平衡，Redis 实际上是惰性删除和定期删除两种策略的结合。

  • 通过定期删除，Redis 主动清理过期的键，在很大程度上回收了内存。
  • 通过惰性删除，Redis 确保了客户端在访问数据时绝对不会获取到已过期的内容。

这种组合策略使得 Redis 能够高效地管理过期键，既避免了大量内存的浪费，又不会对 CPU 造成过大的压力。

主从复制中的过期处理

在主从复制结构中，从节点不会主动删除过期键。当主节点上的一个键过期时（无论是通过惰性删除还是定期删除发现的），主节点会生成一条 DEL 命令，并将其同步给所有的从节点，从节点执行这条 DEL 命令来删除对应的过期键，从而保证主从数据的一致性。