Redis的过期键删除策略 _Redis

对于redis服务器来说，内存资源非常宝贵，如果一些过期键一直不被删除，就会造成资源浪费，
因此我们需要考虑一个问题：如果一个键过期了，它什么时候会被删除呢？
1. 常见的删除策略常见的删除策略有以下3种：

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。
惰性删除放任过期键不管，每次从键空间中获取键时，检查该键是否过期，如果过期，就删除该键，如果没有过期，就返回该键。
定期删除每隔一段时间，程序对数据库进行一次检查，删除里面的过期键，至于要删除哪些数据库的哪些过期键，则由算法决定。

其中定时删除和定期删除为主动删除策略，惰性删除为被动删除策略。
接下来我们一一讲解。
1.1 定时删除策略定时删除策略通过使用定时器，定时删除策略可以保证过期键尽可能快地被删除，并释放过期键占用的内存。
因此，定时删除策略的优缺点如下所示：

优点：对内存非常友好
缺点：对CPU时间非常不友好

举个例子，如果有大量的命令请求等待服务器处理，并且服务器当前不缺少内存，如果服务器将大量的CPU时间用来删除过期键，那么服务器的响应时间和吞吐量就会受到影响。
也就是说，如果服务器创建大量的定时器，服务器处理命令请求的性能就会降低，
因此Redis目前并没有使用定时删除策略。
1.2 惰性删除策略惰性删除策略只会在获取键时才对键进行过期检查，不会在删除其它无关的过期键花费过多的CPU时间。
因此，惰性删除策略的优缺点如下所示：

优点：对CPU时间非常友好
缺点：对内存非常不友好

举个例子，如果数据库有很多的过期键，而这些过期键又恰好一直没有被访问到，那这些过期键就会一直占用着宝贵的内存资源，造成资源浪费。
1.3 定期删除策略定期删除策略是定时删除策略和惰性删除策略的一种整合折中方案。
定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作，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，同时，通过定期删除过期键，也有效地减少了因为过期键而带来的内存浪费。
2. Redis使用的过期键删除策略Redis服务器使用的是惰性删除策略和定期删除策略。
2.1 惰性删除策略的实现过期键的惰性删除策略由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expireIfNeeded函数对输入键进行检查：

如果输入键已经过期，那么将输入键从数据库中删除
如果输入键未过期，那么不做任何处理

【Redis的过期键删除策略】以上描述可以使用如下流程图表示：

文章插图

2.2 定期删除策略的实现过期键的定期删除策略由activeExpireCycle函数实现，每当Redis服务器的周期性操作serverCron函数执行时，activeExpireCycle函数就会被调用，它在规定的时间内，分多次遍历服务器中的各个数据库，从数据库的expires字典中随机检查一部分键的过期时间，并删除其中的过期键。
activeExpireCycle函数的大体流程为：
函数每次运行时，都从一定数量的数据库中随机取出一定数量的键进行检查，并删除其中的过期键，比如先从0号数据库开始检查，下次函数运行时，可能就是从1号数据库开始检查，直到15号数据库检查完毕，又重新从0号数据库开始检查，这样可以保证每个数据库都被检查到。

划重点：
关于定期删除的大体流程，最近面试时有被问道，我就是按上述描述回答的。可能有的面试官还会问，每次随机删除哪些key呢？可以提下LRU算法（Least Recently Used 最近最少使用），一般不会再细问，不过有兴趣的同学可以深入研究下。

3. RDB对过期键的处理3.1 生成RDB文件在执行SAVE命令或者BGSAVE命令创建一个新的RDB文件时，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到新创建的RDB文件中。
举个例子，如果数据库中包含3个键k1、k2、k3，并且k2已经过期，那么创建新的RDB文件时，程序只会将k1和k3保存到RDB文件中，k2则会被忽略。
3.2 载入RDB文件在启动Redis服务器时，如果服务器只开启了RDB持久化，那么服务器将会载入RDB文件：