redis中的数据特征

redis作为一个内存级数据库，数据都在内存中，我们可以通过TTL指令来查看数据的状态：

• 非负整数：具有时效性的数据（剩余有效时间）
• -1：永久数据
• -2：已过期数据、被删除数据、未定义数据

注意： redis中，执行完删除操作后，并不会马上把数据给删除，这要看具体的删除策略。

过期数据的底层结构

对于我们使用expire、expireat、setex这些操作添加的数据，除了在内存中给他们存储数据外，还会有一个额外的hash结构，这个hash结构叫expires（如果redis有16个库的话，就会有16个expires，一个对应一个库），专门用来存有时效性数据的相关信息，那这个hash存的是个什么东西呢？它里面以数据的地址作为key，用它对应的过期时间作为value。

定时删除

创建一个定时器，如果一个key有设置过期时间，而且已经到过期时间的话，定时器就对这个key执行删除操作。

• 优点：节约内存，到时间就删除，快速释放不必要的内存占用。
• 缺点：CPU压力过大，不论CPU负载多高，都会占用CPU，会影响到redis服务器的响应时间和指令吞吐量。

惰性删除

数据过期后，不做处理，当下次访问该数据时再删除数据。在执行get操作时，会先执行一个expireIfNeeded()方法，来判断这个数据是否过期，如果过期就删除。

• 优点：节约CPU性能，发现必须删除时才删除。
• 缺点：内存压力大，会有长期占用。

定期删除

定期删除时前面两种方案的一个折中方案，既不会有太多的CPU占用，也不会有太多的内存占用。在了解这个策略之前，我们先看一下redis里的一个信息：server.hz。

这个server.hz是什么呢？这个就是我们定期删除策略里的一个参数，用来描述在1s内，执行多少次定期删除，这个值默认是10。

每次执行定期删除时，都会走一个方法：serverCron()，这个方法代表对数据库做一个轮询，这里顺便提一嘴，redis的数据库默认有16个，当然这个也可以通过配置文件来修改。那在这个方法里做什么事情呢，会执行databaseCron()，也就是去轮询每一个数据，从0到15，对于每一个数据，都会有一个activeExpireCycle()方法，这个方法我们好好说道说道。

关于activeExpireCycle()方法，就是对每一个数据库的expires区域逐一检测，每次执行时间为250ms/server.hz，也就是说，在一秒钟内，定期删除占用的时间为1/4秒。
在对每个expires检测时，会在其中随机去W个key去检查：

• 如果key超时，就删除key。
• 如果一轮中删除的key的数量 > W*25%，就对这个数据库循环检查。
• 如果一轮中删除的key的数量 < W*25%，就检查下一个数据库的expires空间。

其中，W的取值在配置文件中可以配置：ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP。
此外还有一个参数：current_db，这个会用来记录下一个要轮询的数据库，如果本次activeExpireCycle()的时间到了，下一次就从current_db记录的数据库开始。

特点：

• CPU性能占用设置有峰值，检查频率可以自定义。
• 内存压力不大，长期占用内存的冷数据会被持续清理。

删除策略对比

定时删除：

• 节约内存，无占用
• 不分时段占用CPU资源，频度高
• 时间换空间

惰性删除：

• 内存占用严重
• 延时执行，CPU利用率高
• 空间换时间

定期删除：

• 内存定期随机清理
• 每秒花固定的CPU资源维护内存
• 随机抽查，重点抽查

目前redis用到的策略是：惰性删除 + 定期删除。

最后

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