在学习Redis时,我们知道可以设置Key的过期时间,我们还知道,Redis一大特点–速度快。
那么当Redis中的数据量起来时,如果直接遍历所有的Key,那么对于Key过期时间的校验应该很费时间,那么Redis究竟是怎样做的呢?本文就来探讨关于Redis中的Key的过期册策略。
Redis中的过期策略有两种 定期删除和惰性删除
Redis的过期策略
- 一、定期删除
- 二、惰性删除
- 定时删除
- 优先级队列/堆
- 时间轮
一、定期删除
每次抽取一部分,进行过期时间的校验。
注意: Redis是单线程服务器,主要的任务是处理业务需求,而不是检验Key的过期时间。
所以对于定期删除的时间也是有要求的。
二、惰性删除
假设一个Key已经到了过期时间,但是暂时还没删除掉它,当下一次访问用到这个Key时,此时Redis服务器就会触发删除Key的操作,同时返回nil
虽然有了上述的两种删除策略,但仍可能会有大量过期的Key残留在Redis中,没有被及时删除
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除了以上两种删除策略,我在这里还介绍一种删除策略:定时删除
定时删除
定义:在设置Key的过期时间时,为该Key创建一个定时器,让定时器在Key的过期时间来临时,对Key进行删除
但看定义,定时删除的优点就是 保证内存尽快被释放
那么为什么Redis不采用呢?
这我们就要来探讨探讨它的缺点了
- 当过期Key很多时,删除这些Key会占用很多的CPU时间,导致CPU不能将所有的时间来执行本来该执行的任务,浪费到删除Key的过程了
- 定时器的创建会严重影响机器性能。当存在大量的Key时,也就意味的存在着同样数量的定时器,使计算机性能严重损耗
对于定时删除的一些探究
定时器的改进:
- 可以采用优先级队列/堆的思想来优化定时器
- 采用时间轮的思想来优化定时器
优先级队列/堆
正常队列:先进先出
优先级队列的特点: 按照规定的优先级,先出队列
我们在Redis过期Key的场景中,可以规定“过期时间越早,优先级越高”,按照这样的规定,此时定时器只需要分配一个线程,不断的检查队首元素,查看队首元素是否过期
此时 扫描线程 不需要遍历所有的Key 只需要观察队首元素即可
当然,在检查队首元素这个过程中,也不能太过于频繁,过于频繁也会消耗CPU资源
此时的解决方案就是根据当前时刻和队首元素的过期时间,设置一个等待时间(sleep/wait,知识点来了,sleep和wait有什么区别)
此时,CPU的开销也就小了许多
时间轮
把时间划分成许多小段,按照某个方向进行旋转,
对于时间轮的格子数量,每个格子的时间都是根据实际的业务来确定的。
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