Redis 的缓存过期策略

Redis 的缓存过期策略是指当数据存储在 Redis 中时，如何处理到达特定生命周期末端的数据。Redis 主要使用两种策略来管理键的过期：惰性过期（Lazy Expiration）和定期删除（Periodic Deletion）。

惰性过期

当客户端访问一个键时，Redis 会检查这个键是否已经达到过期时间。如果已过期，Redis 就会删除它，然后返回一个错误。

源码概览

在 Redis 的源码中，expireIfNeeded 函数负责检查键是否过期。以下是一个简化的伪代码：

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key) {
    // 检查键是否有过期时间设置
    if (!key->expire) return 0;

    // 获取当前时间
    mstime_t now = mstime();

    // 判断键是否过期
    if (now > key->expire) {
        // 执行删除操作
        dbDelete(db, key);
        return 1;
    }

    return 0;
}
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定期删除

Redis 每隔一段时间执行一次自动清理操作。它会随机地选择一些键，并检查它们是否过期。过期的键会被删除。

源码概览

Redis 使用 activeExpireCycle 函数来定期检查和删除过期的键。以下是简化的伪代码：

void activeExpireCycle(int type) {
    // 从数据库中随机抽取一部分键
    for (int i = 0; i < REDIS_EXPIRELOOKUPS_PER_CRON; i++) {
        // 随机选择数据库
        int db_id = rand() % server.dbnum;
        redisDb *db = server.db[db_id];

        // 随机选择键
        if (dictSize(db->expires) == 0) continue;
        dictEntry *de = dictGetRandomKey(db->expires);
        
        // 检查键是否过期
        expireIfNeeded(db, dictGetKey(de));
    }
}
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过期策略选择

Redis 的过期策略是折衷的。它不保证立即删除所有过期键，但保证过期键不会被永久访问到。

注意事项

• 内存使用：过期键可能在过期后不会立即被删除，因此可能会暂时占用更多内存。
• 性能考量：定期删除策略避免了锁定 Redis 实例以删除大量的过期键，但它仍然需要使用一定的 CPU 资源来随机检查键。
• 持久化：当 Redis 重启时，它会根据持久化文件（AOF 或 RDB）来恢复过期键的状态。

Java代码演示使用 Jedis

下面是使用 Java 和 Jedis 客户端库与 Redis 交互的代码示例。这个例子演示了如何设置键的过期时间以及如何检索它。

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisExpirationDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // Connect to the Redis server
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);

        try {
            // Set a key with a value and an expiration time in seconds (10 seconds in this case)
            String key = "myKey";
            String value = "Hello, Redis!";
            int expireTime = 10; // Key expires in 10 seconds

            jedis.setex(key, expireTime, value);
            System.out.println("Key set with expiration time.");

            // Get the value right away
            String currentValue = jedis.get(key);
            System.out.println("Value immediately after setting: " + currentValue);

            // Wait for the key to expire
            Thread.sleep(10000);

            // Try to get the value after expiration time
            currentValue = jedis.get(key);
            System.out.println("Value after expiration: " + (currentValue == null ? "null (key expired)" : currentValue));
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // Close the connection
            jedis.close();
        }
    }
}
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在上述代码中，我们使用 setex 方法设置了一个键，为其提供了一个过期时间（10秒）。随后，我们尝试立即获取该键，应该能够获取到值。然后程序休眠10秒，再次尝试获取该键时，由于键已经过期，所以应该获取不到值。

请注意，为了简化代码，这里没有包含异常处理和资源管理的最佳实践，如在生产环境中应使用 try-with-resources 语句来自动关闭 Jedis 实例。此外，确保 Redis 服务在本地运行并监听默认端口（6379）。