golang实现简单的redis服务4(实现过期时间功能)

news2024/12/12 5:08:56

- - 为什么要做过期时间?
  - redis失效时间是如何做的
  - - redis有那些过期策略,优缺点,实现原理?
    - - redis使用的什么方案
  - redis 有那些内存淘汰策略?常用的是什么,为什么?
  - - noeviction: 不处理
    - lru: 未使用时间最久的key
    - lfu: 使用次数最少的key
    - random: 随机key
    - volatile与allkeys的区别

仓库地址: https://github.com/dengjiayue/my-redis-v2.0-RESP-.git

为什么要做过期时间?

: 因为redis是内存数据库,空间是有限并且昂贵的,如果我们只存数据很快就会资源耗尽.
所以我们需要清理数据腾出空间储存其他的数据

redis失效时间是如何做的

redis是使用失效时间字典去存放失效时间的
key为对应数据的指针,val为失效时间戳(毫秒级)
在这里插入图片描述

redis有那些过期策略,优缺点,实现原理?

立即清除,key到过期时间立即清除
优点:内存友好,能够快速释放出空间
缺点: cpu消耗大,不停执行清除,如果遇到请求压力大的时候会额外增加cpu的负担
实现方案: 使用时间轮调度器,每设置一个失效时间就加一个延时调度删除方法,到过期时间会调度删除方法删除该数据
惰性清除: 当使用key的时候检查是否过期,如果过期就清除该数据
优点: cpu友好,不需要时刻执行清除
缺点: 内存不友好,有一些不使用的过期数据会无法清除,浪费空间资源(redis空间很宝贵)
实现方案: 当调用查询的时候先检查是否过期,如果过期清除数据并返回空
定时清除: 定时扫描过期字典,将过期的数据清除
这是一个折中的方案,既不会向立即清除那样消耗太多的cpu,又不会让不使用的数据长期停留在数据库中
实现方案: 做一个定时任务,定时扫描过期字典并清除过期数据

redis使用的什么方案

redis使用的是定时以惰性删除结合的方案

package src

import (
	"my_redis/src/timewheel"
	"strconv"
	"time"
)

//过期时间实现
//

// 扫描部分key并检查是否过期
func (s *Server) CheckExpire(num int) {
	// 遍历所有key
	for k, v := range s.Ex {
		if v < time.Now().Unix() {
			// 过期了
			delete(s.Ex, k)
			// 删除key
			delete(s.M, k)
		}
		num--
		if num == 0 {
			break
		}
	}
}

// 定时过期
func (s *Server) TimingExpire() {
	// 定时执行
	ticker := time.NewTicker(time.Second)
	for {
		<-ticker.C
		// 定时执行
		s.CheckExpire(100)
	}
}

// 惰性过期(输出是否过期 )
func (s *Server) LazyExpire(key string) bool {
	// 检查key是否过期
	if s.Ex[key] < time.Now().Unix() {
		// 过期了
		delete(s.Ex, key)
		// 删除key
		delete(s.M, key)
		return true
	}
	return false
}

// 立即过期
// 使用时间轮实现立即过期
// exTime为毫秒过期时间
func (s *Server) ImmediatelyExpire(key string, exTime int64) {
	late := time.Millisecond * time.Duration(exTime)
	timewheel.Delay(late, key, func() {
		// 删除数据
		delete(s.Ex, key)
		// 过期时间记录
		delete(s.M, key)
	})
}

// 设置过期时间: 向Ex写数据
// exTime为过期时间(毫秒)
func (s *Server) SetExTime(key string, exTime string) error {
	//将exTime转换为数字
	exTimeNum, err := strconv.Atoi(exTime)
	if err != nil {
		return err
	}
	// 将exTime转换为过期时间戳(毫秒级)
	ex := time.Now().UnixMilli() + int64(exTimeNum)
	s.Ex[key] = ex
	return nil
}