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Redis 过期删除策略

Redis 过期删除策略主要包括两种：惰性删除（Lazy Expiration）和定期删除（Periodic Expiration）。这两种策略通常会配合使用，以在内存使用效率、CPU 资源消耗以及过期键清理的及时性之间取得平衡。

1. 惰性删除（Lazy Expiration）

工作原理：

• 当客户端尝试访问一个键（通过任何读写命令）时，Redis 会检查该键是否设置了过期时间，且是否已经过期。
• 如果键已过期，Redis 会在执行命令前立即将其删除，并返回相应的键不存在（如 nil 或错误）响应给客户端。这样，客户端的请求相当于触发了过期键的删除操作。

优点：

• 资源节约：只有在访问过期键时才进行删除操作，避免了周期性扫描所有键的开销，减少了 CPU 使用率。

缺点：

• 非即时性：过期键不会立刻被删除，只有在被访问时才会被动清理。如果大量过期键长时间未被访问，它们会占据内存，可能导致内存浪费。

2. 定期删除（Periodic Expiration）

工作原理：

• Redis 默认以周期性的方式（默认每秒10次）运行一个名为 activeExpireCycle 的后台进程，该进程会随机检查一部分数据库（默认每次检查20个数据库，如果有多个数据库的话）中的键，判断它们是否过期。
• 在检查过程中，Redis 会根据一定的概率（基于键的过期时间分布）决定是否继续检查更多的键，以避免一次性清理大量过期键导致服务器阻塞。
• 当检查到过期键时，立即删除。同时，Redis 会限制每次周期性扫描的耗时，确保不会影响正常服务。

优点：

• 主动清理：即使长时间未访问的过期键也能被定期发现并删除，有助于避免内存浪费。
• 可控性：通过配置参数可以调整定期删除的频率和扫描范围，以适应不同负载和内存需求。

缺点：

• 资源消耗：定期扫描和删除过期键会占用一定的 CPU 时间，特别是在过期键较多的情况下。
• 非实时性：尽管定期删除，但仍然无法保证过期键会在精确的过期时间点被删除，存在一定的延迟。

策略配合与参数调整

Redis 默认同时启用惰性删除和定期删除策略，以兼顾资源效率和过期键清理的及时性。实际使用时，可以通过调整以下参数来优化过期键的处理：

• hz：Redis 服务器每秒执行任务的频率，包括定期删除在内的后台任务。默认值为 10，意味着每秒检查 10 次过期键。
• maxmemory-samples：在定期删除时，Redis 用于估算过期键分布的采样数量。默认值为 5，表示检查5个键来决定是否继续检查更多键。
• activedefrag（主动碎片整理）：开启后，Redis 会尝试在内存碎片较多时进行碎片整理，有助于释放被碎片化的过期键占用的空间。

通过监控 Redis 的内存使用情况、过期键数量以及服务器性能指标，可以适时调整这些参数以达到最佳效果。在某些特定场景下，如果对过期键的处理有更严格的要求，还可以考虑使用 Redis 提供的 EXPIRESCAN 命令（Redis 6.0 及以上版本）进行精确控制。