Redis의 만료 전략 및 메모리 제거 전략을 사용하는 방법

1 만료 시간이 있는 키 설정

expire key seconds 时间复杂度：O（1）

키의 만료 시간을 설정하세요. 시간 초과 후키는 자동으로 삭제됩니다. Redis 용어에서키와 관련된 시간 초과는 일시적입니다.key的过期时间。超时后，将会自动删除该key。在Redis的术语中一个key的相关超时是volatile的。

超时后只有对key执行DEL、SET、GETSET时才会清除。 这意味着，从概念上讲所有改变key而不用新值替换的所有操作都将保持超时不变。 例如，使用INCR递增key的值，执行LPUSH将新值推到 list 中或用HSET改变hash的field，这些操作都使超时保持不变。

• 使用PERSIST命令可以清除超时，使其变成一个永久key

• 若key被RENAME命令修改，相关的超时时间会转移到新key

• 若key被RENAME命令修改，比如原来就存在Key_A，然后调用RENAME Key_B Key_A命令，这时不管原来Key_A是永久的还是设为超时的，都会由Key_B的有效期状态覆盖

注意，使用非正超时调用 EXPIRE/PEXPIRE 或具有过去时间的 EXPIREAT/PEXPIREAT 将导致key被删除而不是过期（因此，发出的key事件将是 del，而不是过期）。

1.1 刷新过期时间

对已经有过期时间的key执行EXPIRE操作，将会更新它的过期时间。有很多应用有这种业务场景，例如记录会话的session。

1.2 Redis 之前的 2.1.3 的差异

在 Redis 版本之前 2.1.3 中，使用更改其值的命令更改具有过期集的密钥具有完全删除key的效果。由于现在修复的复制层中存在限制，因此需要此语义。

EXPIRE 将返回 0，并且不会更改具有超时集的键的超时。

1.3 返回值

• 1如果成功设置过期时间。

• 0如果key

  타임아웃 후에는key에서 DEL, SET, GETSET을 실행해야만 지워집니다. 이는 개념적으로키를 새 값으로 바꾸지 않고 변경하는 모든 작업이 시간 초과를 변경하지 않고 유지한다는 의미입니다. 예를 들어INCR을 사용하여 키 값을 늘리거나,LPUSH를 실행하여 새 값을 목록에 푸시하거나,HSET를 사용하여 변경합니다. 해시 /code>의필드
  시간 초과를 지우고 영구적인 키로 만들려면PERSIST명령을 사용하세요

• RENAME명령으로key를 수정하면 관련 시간 초과가 새key로 전송됩니다.

• >key는 RENAME명령에 의해 수정됩니다. 예를 들어Key_A가 원래 존재하다가RENAME Key_B Key_A명령이 호출됩니다. . 이때 원래Key_A는 무시됩니다.가 영구적인지 또는 시간 초과로 설정되었는지는Key_B

  EXIRE/를 호출하는 것에 따라 무시됩니다. 양수가 아닌 시간 초과가 있는 PEXPIRE 또는 과거 시간이 있는 EXPIREAT/PEXPIREAT는 키가 만료되지 않고 삭제되도록 합니다(따라서 방출된 키 이벤트는 만료되지 않고 del이 됩니다).

  1.1 만료 시간 새로 고침

  이미 만료 시간이 있는키에EXPIRE작업을 수행하면 만료 시간이 업데이트됩니다. 세션 녹음과 같이 이 비즈니스 시나리오에는 다양한 응용 프로그램이 있습니다.

  1.2 2.1.3 이전 Redis의 차이점

  2.1.3 이전 Redis 버전에서는 값을 변경하는 명령을 사용하여 만료된 세트가 있는 키를 변경하면 키가 완전히 삭제되는 효과가 있었습니다. 현재 수정된 복제 레이어의 제한으로 인해 이 의미가 필요합니다.

  EXPIRE는 0을 반환하고 시간 초과가 설정된 키의 시간 초과를 변경하지 않습니다.

  1.3 반환 값

  • 1만료 시간이 성공적으로 설정된 경우.

  • 0키가 존재하지 않거나 만료 시간을 설정할 수 없는 경우.
    1.4 예 사용자가 최근 방문한 최신 N 페이지에 관심이 있는 웹 서비스가 있다고 가정합니다. 즉, 각 인접한 페이지 보기는 이전 페이지 이후 60초를 넘지 않습니다. 개념적으로 이 페이지 보기 집합을 사용자를 위한 탐색 세션으로 생각하세요. 여기에는 관련 제품을 추천할 수 있도록 사용자가 현재 찾고 있는 제품에 대한 흥미로운 정보가 포함될 수 있습니다. 이 패턴은 다음 전략을 사용하여 Redis에서 쉽게 모델링할 수 있습니다. 사용자가 페이지 보기를 실행할 때마다 다음 명령을 호출합니다.

    MULTI RPUSH pagewviews.user: http://..... EXPIRE pagewviews.user: 60 EXEC

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    사용자가 60초 이상 유휴 상태이면 키가 삭제되고 60초 이내에 이후 페이지를 조회하면 차이만 기록됩니다. 이 모드는 RPUSH를 사용하는 목록 대신 INCR을 사용하도록 쉽게 수정됩니다. 1.5 만료 시간이 있는 키일반적으로 Redis 키는 연관된 수명 없이 생성됩니다. 사용자가 명시적으로 삭제하지 않는 한(예: DEL 명령) 키는 유지됩니다. 만료된 항목을 특정 키와 연결하려면 EXPIRE 명령을 사용하세요. 하지만 이렇게 하면 키가 추가 메모리를 차지하게 됩니다. Redis는 데이터가 만료되지 않도록 지정된 시간이 지나면 만료된 세트가 있는 키를 자동으로 삭제합니다. EXPIRE 및 PERSIST 명령(또는 기타 엄격한 명령)을 사용하여 중요한 TTL(Time To Live)을 업데이트하거나 완전히 제거할 수 있습니다. 1.6 만료 정밀도 Redis 2.4의 만료 시간은 0~1초 사이로 부정확할 수 있습니다. Redis 2.6부터 만료 오류 범위는 0~1밀리초입니다. 1.7 만료 및 지속성 만료된 정보의 키를 절대 Unix 타임스탬프로 저장합니다. 밀리초 수준의 저장 방법은 Redis 버전 2.6 이상에 적합합니다. 이는 Redis 인스턴스가 활성화되지 않은 경우에도 시간이 흐르고 있음을 의미합니다. 만료가 제대로 작동하려면 컴퓨터 시간이 안정되어야 합니다. 시계의 비동기화가 큰 두 시스템에서 RDB 파일을 이동하면 흥미로운 일이 발생할 수 있습니다(예: 오래된 모든 키를 로드하는 등). 인스턴스를 실행할 때에도 컴퓨터 시계는 항상 확인됩니다. 예를 들어 키를 1000초로 설정한 다음 컴퓨터 시간을 2000초로 설정하면 키가 1000초 동안 지속되지 않고 즉시 만료됩니다. 2 Redis에서 키를 만료하는 방법 키를 만료하는 방법에는 두 가지가 있습니다: 수동적 방법 - 지연 삭제, 활성 방법 - 일반 삭제. 2.1 지연 삭제클라이언트가 키에 액세스하려고 하면 키가 수동적으로 만료됩니다. 즉, Redis는 키에 만료 시간이 설정되어 있는지 확인하고 만료되면 삭제되고 아무것도 남지 않습니다. 돌아왔다. Redis는 자동으로 키를 삭제하지 않지만, 키를 쿼리할 때 Redis는 키가 삭제되었는지 천천히 확인합니다. 이는 Spring의 지연된 초기화와 유사합니다.

    当然，这是不够的，因为有过期的key，永远不会再访问。无论如何，这些key都应过期，因此请定期 Redis 在具有过期集的key之间随机测试几个key。已过期的所有key将从key空间中删除。

    2.2 定期删除

    具体来说，如下 Redis 每秒 10 次：

    1. 测试 20 个带有过期的随机键

    2. 删除找到的所有已过期key

    3. 如果超过 25% 的key已过期，从步骤 1 重新开始

    这是一个微不足道的概率算法，基本上假设我们的样本代表整个key空间，继续过期，直到可能过期的key百分比低于 25%。在任何特定时刻，已失效的最大键数等于每秒最大写入操作数除以4，这是由内存使用所决定的。

    2.3 在复制链路和 AOF 文件中处理过期的方式

    为了在不牺牲一致性的情况下获得正确行为，当key过期时，DEL 操作将同时在 AOF 文件中合成并获取所有附加的从节点。这样做的好处是能够将过时的处理过程集中在主节点中，避免出现一致性错误的可能性。

    但是，虽然连接到主节点的从节点不会独立过期key（但会等待来自master的 DEL），但它们仍将使用数据集中现有过期的完整状态，因此，当选择slave作为master时，它将能够独立过期key，完全充当master。

    由于您没有及时查找和删除大量过期key，这些过期key在Redis中堆积，导致内存严重耗尽

    因此还需有内存淘汰机制！

    3 内存淘汰

    3.1 内存淘汰策略

    

    noeviction（Redis默认策略）

    写请求无法继续服务 (DEL 请求除外)，但读请求可以继续进行。这样 可以保证不会丢失数据，但是会让线上的业务不能持续进行。

    • config.c

    createEnumConfig("maxmemory-policy", NULL, MODIFIABLE_CONFIG, maxmemory_policy_enum, server.maxmemory_policy, MAXMEMORY_NO_EVICTION, NULL, NULL),

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    allkeys-random

    当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某key。凭啥随机呢，至少也是把最近最少使用的key删除。

    allkeys-lru(Least Recently Used)

    当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key，没有设置过期时间的 key 也会被淘汰。

    allkeys-lfu(Least Frequently Used)

    LRU的关键是看页面最后一次被使用到发生调度的时间长短，而LFU关键是看一定时间段内页面被使用的频率。

    volatile-lru

    优先淘汰最少使用的 key，其中包括设置了过期时间的 key。 没有设置过期时间的 key 不会被淘汰，这样可以保证需要持久化的数据不会突然丢失。与allkey-lru不同，这种策略仅淘汰过期的键集合。

    volatile-lfu

    volatile-random

    淘汰的 key 是过期 key 集合中随机的 key。

    volatile-ttl

    淘汰的策略不是 LRU，而是 key 的剩余寿命 ttl 的值，ttl 越小越优先被淘汰。

    volatile-xxx 策略只会针对带过期时间的 key 进行淘汰，allkeys-xxx 策略会对所有的 key 进行淘汰。

    • 如果你只是拿 Redis 做缓存，那应该使用 allkeys-xxx，客户端写缓存时不必携带过期时间。

    • 如果你还想同时使用 Redis 的持久化功能，那就使用 volatile-xxx 策略，这样可以保留没有设置过期时间的 key，它们是永久的 key 不会被 LRU 算法淘汰。

    3.2 手写LRU

    确实有时会问这个，因为有些候选人如果确实过五关斩六将，前面的问题都答的很好，那么其实让他写一下LRU算法，可以考察一下编码功底

    你可以现场手写最原始的LRU算法，那个代码量太大了，不太现实

    public class LRUCache extends LinkedHashMap { private final int CACHE_SIZE; // 这里就是传递进来最多能缓存多少数据 public LRUCache(int cacheSize) { // true指linkedhashmap将元素按访问顺序排序 super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true); CACHE_SIZE = cacheSize; } @Override protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) { // 当KV数据量大于指定缓存个数时，就自动删除最老数据 return size() > CACHE_SIZE; } }

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