Redis-设置过期时间及淘汰策略

项目组使用的 Redis 服务器发出了内存不足报警，查了一些资料，记录下。

1. TTL

查看 Redis key 是否过期是 TTL 命令，或者登陆 Redis 客户端，打开 key 之后右上角显示的 TTL，Redis 官方文档描述

TTL key
起始版本：1.0.0

时间复杂度：O(1)

返回key剩余的过期时间。 这种反射能力允许Redis客户端检查指定key在数据集里面剩余的有效期。

在Redis 2.6和之前版本，如果key不存在或者已过期时返回-1。

从Redis2.8开始，错误返回值的结果有如下改变：

如果key不存在或者已过期，返回 -2
如果key存在并且没有设置过期时间（永久有效），返回 -1 。
另见PTTL命令返回相同的信息，只不过他的时间单位是毫秒（仅适用于Redis 2.6及更高版本）。

返回值
Integer reply： key有效的秒数（TTL in seconds）,或者一个负值的错误 (参考上文)。

例子
redis> SET mykey "Hello"
OK
redis> EXPIRE mykey 10 # 设置mykey 10秒后过期
(integer) 1
redis> TTL mykey # 查看mykey剩余的过期时间
(integer) 10
redis> 

经过了解，发现项目中许多 Redis key 并未设置过期时间。

（图源网络，侵删）

2. 设置过期时间

在使用 Redis 存储数据的时候，有些数据可能在某个时间点之后就不再有用了，用户可以用 DEL 命令显式地删除这些无用的数据，也可以通过 Redis 的过期时间（expiration）特性来让一个键在给定的时限（timeout）之后自动删除。

用于处理过期时间的 Redis 命令

命令	示例和描述
PERSIST	PERSIST key-name ：移除键的过期时间
TTL	TTL key-name ：查看给定键距离过期还有多少秒
EXPIRE	EXPIRE key-name seconds ：让给定键在指定的秒数之后过期
EXPIREAT	EXPIREAT key-name timestamp ：将给定键的过期时间设置为给定的 UNIX 时间戳
PTTL	PTTL key-name ：查看给定键距离过期还有多少毫秒，Redis 2.6或以上版本可用
PEXPIRE	PEXPIRE key-name milliseconds ：让给定键在指定的毫秒数之后过期，2.6或以上可用
PEXPIREAT	PEXPIREAT key-name timestamp-milliseconds ：将给定键的过期时间设置为给定的毫秒级精度 UNIX 时间戳，2.6或以上可用

3. 删除过期key

那么问题来了，即使设置了过期时间，key 过期之后，不删除的话还是占着内存的。

redis中文文档 http://www.redis.cn/documentation.html

中有这段描述

Redis如何淘汰过期的keys

Redis keys过期有两种方式：被动和主动方式。

当一些客户端尝试访问它时，key会被发现并主动的过期。

当然，这样是不够的，因为有些过期的keys，永远不会访问他们。 无论如何，这些keys应该过期，所以定时随机测试设置keys的过期时间。所有这些过期的keys将会从密钥空间删除。

具体就是Redis每秒10次做的事情：

1. 测试随机的20个keys进行相关过期检测。
2. 删除所有已经过期的keys。
3. 如果有多于25%的keys过期，重复步奏1.

这是一个平凡的概率算法，基本上的假设是，我们的样本是这个密钥控件，并且我们不断重复过期检测，直到过期的keys的百分百低于25%,这意味着，在任何给定的时刻，最多会清除1/4的过期keys。

以上描述中，被动方式就是常说的惰性删除：数据到达过期时间，不做处理。等下次访问该数据时，如果未过期，返回数据 ；发现已过期，删除，返回不存在（nil）。

主动方式就是常说的定期删除：

Redis 每秒10次。。。。这个10次由 redis.conf 中 hz 控制，默认是10。hz的取值范围为1~500。增大hz参数的值会提升各项定期任务的执行频率，超时处理会更加精准。但也会提高Redis服务的CPU使用率。默认值10在一般情况下已经可以满足需求，如果业务场景对于某些定期任务的执行频率有很高的要求，您可以尝试在100以内调整参数值。

—PS：我这 redis 3.2.8 设置了这个参数没有生效，不知道为啥

还有就是定时删除：写功能将过期的 key 全删除了，十分耗费资源，不推荐。

4. 淘汰策略

Redis 即使设置了过期时间和删除方式，也会出现在插入新 key 时，内存不足的问题，这需要设置淘汰策略，将一些数据删除。

Redis 中文文档中，有下面的描述：

配置Redis成为一个缓存

如果你想把Redis当做一个缓存来用，所有的key都有过期时间，那么你可以考虑 使用以下设置（假设最大内存使用量为2M）：

```
maxmemory 2mb
maxmemory-policy allkeys-lru
```

以上设置并不需要我们的应用使用EXPIRE(或相似的命令)命令去设置每个key的过期时间，因为 只要内存使用量到达2M，Redis就会使用类LRU算法自动删除某些key。

相比使用额外内存空间存储多个键的过期时间，使用缓存设置是一种更加有效利用内存的方式。而且相比每个键固定的 过期时间，使用LRU也是一种更加推荐的方式，因为这样能使应用的热数据(更频繁使用的键) 在内存中停留时间更久。

这其中涉及到3个 redis.conf 参数

maxmemory
当redis使用内存达到设定值时触发淘汰策略

maxmemory-samples
触发淘汰策略时，每次选取的key的数量，默认值是5，如果增加，会提高LRU或TTL的精准度，redis作者测试的结果是当这个配置为10时已经非常接近全量LRU的精准度了，另外增加这个值会在主动清理时消耗更多的CPU时间。

maxmemory-policy
淘汰策略，有以下8种：
1）noeviction： 不删除，直接返回报错信息。
2）allkeys-lru：移除最久未使用（使用频率最少）使用的key。
3）volatile-lru：在设置了过期时间的key中，移除最久未使用的key。
4）allkeys-random：随机移除某个key。
5）volatile-random：在设置了过期时间的key中，随机移除某个key。
6）volatile-ttl： 在设置了过期时间的key中，移除准备过期的key。
7）allkeys-lfu：移除最近最少使用的key。
8）volatile-lfu：在设置了过期时间的key中，移除最近最少使用的key。
注意这个检测范围是 maxmemory-samples 定义的值，并不是全库。