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Redis过期键删除策略

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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:放任键过期不管,但是每次从键空间中获取键时,都检查取得的键是否过期,如果过期的话,就删除该键;否则如果没有过期,就返回该键定时删除:每隔一段时间,程序就对数据库(DB)进行一次检查,删除里面的过期键。至于要删除多少过期键,以及要检查多少个数据库,则由算法决定。

在这三种策略中,第一种和第三种为主动删除策略,而第二种则为被动删除策略。

定时删除策略对内存是最友好的:通过使用定时器,定时删除策略可以保证过期键会尽可能快地被删除,并释放过期键所占用的内存

另一方面,定时删除策略的缺点是,它对CPU时间是最不友好的:在过期键比较多的情况看下,删除过期键这一行为可能会占用相当一部分CPU时间,在内存不紧张但是CPU时间非常紧张的情况下,将CPU时间用在删除和当前无关的过期键上,无疑会对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。

例如,如果正有大量的命令请求在等待服务器处理,并且服务器当前不缺少内存,那么服务器应该优先将CPU时间用在处理客户端的命令请求上面,而不是用在删除过期键上面。

除此之外,创建一个定时器需要用到的Redis服务器中的时间事件,而当前时间事件的实现方式 - 无序链表,查找一个事件的时间复杂度为O(N),并不能高效地处理大量时间事件。

XX因此,在此阶段,服务器创建大量定时器来实现定时删除策略是不现实的。

延迟删除策略对CPU时间最友好:程序仅在获取密钥时检查密钥的到期时间。这确保了只有在不可能的情况下才会执行删除过期密钥的操作。此策略不会花费任何CPU时间来删除其他无关的过期密钥。

延迟删除策略的缺点是它对内存最不友好:如果密钥已过期且密钥保留在数据库中,则只要未删除过期密钥,就不会释放它使用的内存。

使用延迟删除策略时,如果数据库中存在大量过期密钥,并且这些过期密钥未被完全访问,则可能永远不会删除它们(除非用户手动执行FLUSHDB),我们甚至可以将此情况视为内存泄漏 - 无用的垃圾数据占用大量内存,服务器不会自行释放它们。对于依赖于内存的Redis服务器来说,这绝对不是一个好消息。

例如,对于某些与时间相关的数据(例如日志),在某个时间点之后,如果这些过时的数据在数据库中大量积压,则对它们的访问将大大减少,甚至不再访问。用户认为服务器已经自动删除了它们,但实际上这些密钥仍然存在,并且密钥占用的内存未被释放,因此后果肯定非常严重。

定期删除策略是前两个策略之间的整合和妥协:

定期删除策略每隔一段时间执行删除过期密钥操作,并通过限制删除操作的执行持续时间和频率来减少删除操作对CPU时间的影响。另外,通过周期性地删除过期密钥,定期删除策略有效地减少了由过期密钥引起的内存浪费。

定时删除策略的难点是确定删除操作执行的时长和频率:

如果删除操作执行的太频繁,或者执行的时间太长,定期删除策略就会退化为定时删除策略,以至于将CPU时间过多地消息在删除过期键上面。如果删除操作执行的太少,或者执行时间太短,定期删除策略又会和惰性删除策略一样,出现浪费内存的情况。

因此,如果采用定期删除的话,服务器必须根据情况,合理地设置删除操作的执行时长和执行频率。

Redis的服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略:通过配合使用这两种删除策略,服务器就可以很好地合理使用CPU时间和避免浪费内存空间之间取得平衡

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