Redis中可以設(shè)置鍵的過期時間，并且通過取出過期字典（expires dict）中鍵的過期時間和當(dāng)前時間比較來判斷是否過期。

那么一個過期的鍵是怎么被刪除的呢？

定時刪除

定時刪除：在設(shè)置鍵的過期時間時，創(chuàng)建一個定時器(timer),讓定時器在鍵的過期時間來臨時，立即執(zhí)行對鍵的刪除操作。

這是對內(nèi)存最友好的，因為他通過定時器保證了過期即會刪除，并釋放過期鍵占用的內(nèi)存。但是這是對CPU最不友好的，在過期鍵比較多的情況下，刪除大量過期鍵會占用相當(dāng)一部分CPU時間，會對服務(wù)器的的響應(yīng)時間和吞吐量造成影響。

如果服務(wù)器當(dāng)前不缺少內(nèi)存，那么服務(wù)器應(yīng)該優(yōu)先將CPU時間用在處理客戶端的命令請求上面，而不是用在刪除過期鍵上面。
而且，創(chuàng)建一個定時器需要用到Redis服務(wù)器中的時間事件，而其實現(xiàn)方式是無序鏈表，所以查找一個事件的時間復(fù)雜度為O(N)，并不能高效地處理大量時間事件。

惰性刪除

惰性刪除：放任鍵過期不管，但是每次從鍵空間中獲取鍵時，都檢查取得的鍵是否過期，如果過期的話，就刪除該鍵;如果沒有過期，就返回該鍵。

惰性刪除策略對CPU時間來說是最友好的：程序只會在取出鍵時才對鍵進行過期檢查。但它對內(nèi)存是最不友好的，如果一個鍵已經(jīng)過期，那么只要這個過期鍵不被訪問，它所占用的內(nèi)存就不會釋放。（甚至可以將這種情況看作是一種內(nèi)存泄漏，這對于運行狀態(tài)非常依賴于內(nèi)存的Redis服務(wù)器來說，肯定不是一個好消息）

定期刪除

定期刪除:每隔一段時間，程序就對數(shù)據(jù)庫進行一次檢查，刪除里面的過期鍵。至于要刪除多少過期鍵，以及要檢查多少個數(shù)據(jù)庫，則由算法決定。

定期刪除策略是前兩種策略的一種整合和折中，它的難點是確定刪除操作執(zhí)行的時長和頻率:

• 如果刪除操作執(zhí)行得太頻繁，或者執(zhí)行的時間太長，定期刪除策略就會退化成定時
  刪除策略，以至于將CPU時間過多地消耗在刪除過期鍵上面。
• 如果刪除操作執(zhí)行得太少，或者執(zhí)行的時間太短，定期刪除策略又會和惰性刪除策
  略一樣，出現(xiàn)浪費內(nèi)存的情況

因此，如果采用定期刪除策略的話，服務(wù)器必須根據(jù)情況合理地設(shè)置刪除操作的執(zhí)行時長和執(zhí)行頻率。

Redis的實現(xiàn)

Redis 選擇「惰性刪除+定期刪除」這兩種策略配和使用

惰性刪除

惰性刪除策略由db.c/expireIfNeeded函數(shù)實現(xiàn)，所有讀寫數(shù)據(jù)庫的Redis命令在執(zhí)行之前都會調(diào)用expireIfNeeded函數(shù)對輸入鍵進行檢查：如果輸人鍵已經(jīng)過期，那么將輸人鍵從數(shù)據(jù)庫中刪除；如果輸人鍵未過期，則不做動作。

Redis 的惰性刪除策略由db.c文件中的 expireIfNeeded 函數(shù)實現(xiàn)，代碼如下：

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key) {
    // 判斷 key 是否過期
    if (!keyIsExpired(db,key)) 
        return 0;

    // 刪除過期鍵 
    // 如果 server.lazyfree_lazy_expire 為 1 表示異步刪除，反之同步刪除；
    return server.lazyfree_lazy_expire ? dbAsyncDelete(db,key) :
                                         dbSyncDelete(db,key);
}

Redis 在訪問或者修改 key 之前，都會調(diào)用 expireIfNeeded 函數(shù)對其進行檢查，檢查 key 是否過期：

• 如果過期，則刪除該 key，至于選擇異步刪除，還是選擇同步刪除，根據(jù) lazyfree_lazy_expire 參數(shù)配置決定（Redis 4.0版本開始提供參數(shù)），然后返回 null 客戶端
• 如果沒有過期，正常處理指令

定期刪除

在 Redis 中，默認(rèn)每秒進行 10 次過期檢查一次數(shù)據(jù)庫，此配置可通過 Redis 的配置文件 redis.conf 進行配置（hz），它的默認(rèn)值是10。

過期鍵的定期刪除策略由redis.c/activeExpireCycle函數(shù)實現(xiàn)，每當(dāng)Redis的服務(wù)器周期性操作redis.c/serverCron函數(shù)執(zhí)行時，activeExpireCycle函數(shù)就會被調(diào)用，它在規(guī)定的時間內(nèi)，分多次遍歷服務(wù)器中的各個數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫的過期字典（expires dict）中隨機檢查一部分鍵的過期時間，并刪除其中的過期鍵。

過程用偽代碼表示為：

#代碼來自《Redis設(shè)計與實現(xiàn)》，版本是Redis 2.9。跟新版redis應(yīng)該有所偏差

#默認(rèn)每次檢查的數(shù)據(jù)庫數(shù)量
DEFAULT_ DB_ NUMBERS = 16
#默認(rèn)每個數(shù)據(jù)庫檢查的鍵數(shù)量
DEFAULT KEY_ NUMBERS = 20
#全局變量，記錄檢查進度.
current_ db = 0

def activeExpireCycle() :
    #遍歷各個數(shù)據(jù)庫
    for i in range (db_numbers) :
        #已經(jīng)遍歷一輪，將current_ db重置為0，開始新的一輪遍歷
        if current_db == server.dbnum:
            current_db = 0
            
        #獲取當(dāng)前要處理的數(shù)據(jù)庫
        redisDb = server.db[current__db]
        #將數(shù)據(jù)庫索引增1，指向下一個要處理的數(shù)據(jù)庫
        current_db += 1
        
        #檢查數(shù)據(jù)庫鍵
        for j in range (DEFAULT_KEY_NUMBERS) :
            #如果數(shù)據(jù)庫中沒有一個鍵帶有過期時間，那么跳過這個數(shù)據(jù)庫
            if redisDb.expires.size() == 0: 
                break
                
            #隨機獲取一個帶有過期時間的鍵
        	key_with_ttl = redisDb.expires.get_random_key ()
            #檢查鍵是否過期，如果過期就刪除它.
            if is_expired(key_with_ttl) :
            	delete_key(key_with_ttl)
            
            #已達到時間上限，停止處理
            if reach_time_limit() : return

總的來說就是，定期刪除會在規(guī)定時間（時間不超過上限，25ms）內(nèi)依次遍歷所有數(shù)據(jù)庫，對于每個數(shù)據(jù)庫會依次隨機獲取20個鍵并刪除過期的鍵，如果過期鍵超過25%會繼續(xù)隨機獲取20個鍵。

以上就是Redis中過期鍵刪除的三種方法的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis過期鍵刪除的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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