首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >面试官:说说Redis的过期键删除策略吧!(高频)

面试官:说说Redis的过期键删除策略吧!(高频)

作者头像
趣学程序-shaofeer
发布2020-05-18 15:44:15
2.2K0
发布2020-05-18 15:44:15
举报
文章被收录于专栏:upuptop的专栏upuptop的专栏

点击上方“趣学程序”,关注公众号

面试刷图,查缺补漏

划重点:Redis的过期键删除策略也是面试中经常会被问的,我最近面试,被问到了好几次。

对于Redis服务器来说,内存资源非常宝贵,如果一些过期键一直不被删除,就会造成资源浪费,因此我们需要考虑一个问题:如果一个键过期了,它什么时候会被删除呢?

1. 常见的删除策略

常见的删除策略有以下3种:

  • 定时删除

在设置键的过期时间的同时,创建一个定时器,让定时器在键的过期时间来临时,立即执行对键的删除操作。

  • 惰性删除

放任过期键不管,每次从键空间中获取键时,检查该键是否过期,如果过期,就删除该键,如果没有过期,就返回该键。

  • 定期删除

每隔一段时间,程序对数据库进行一次检查,删除里面的过期键,至于要删除哪些数据库的哪些过期键,则由算法决定。

其中定时删除和定期删除为主动删除策略,惰性删除为被动删除策略。

接下来我们一一讲解。

1.1 定时删除策略

定时删除策略通过使用定时器,定时删除策略可以保证过期键尽可能快地被删除,并释放过期键占用的内存。

因此,定时删除策略的优缺点如下所示:

  • 优点:对内存非常友好
  • 缺点:对CPU时间非常不友好

举个例子,如果有大量的命令请求等待服务器处理,并且服务器当前不缺少内存,如果服务器将大量的CPU时间用来删除过期键,那么服务器的响应时间和吞吐量就会受到影响。

也就是说,如果服务器创建大量的定时器,服务器处理命令请求的性能就会降低,因此Redis目前并没有使用定时删除策略。

1.2 惰性删除策略

惰性删除策略只会在获取键时才对键进行过期检查,不会在删除其它无关的过期键花费过多的CPU时间。

因此,惰性删除策略的优缺点如下所示:

  • 优点:对CPU时间非常友好
  • 缺点:对内存非常不友好

举个例子,如果数据库有很多的过期键,而这些过期键又恰好一直没有被访问到,那这些过期键就会一直占用着宝贵的内存资源,造成资源浪费。

1.3 定期删除策略

定期删除策略是定时删除策略和惰性删除策略的一种整合折中方案。

定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作,并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响,同时,通过定期删除过期键,也有效地减少了因为过期键而带来的内存浪费。

2. Redis使用的过期键删除策略

Redis服务器使用的是惰性删除策略和定期删除策略。

2.1 惰性删除策略的实现

过期键的惰性删除策略由expireIfNeeded函数实现,所有读写数据库的Redis命令在执行之前都会调用expireIfNeeded函数对输入键进行检查:

  • 如果输入键已经过期,那么将输入键从数据库中删除
  • 如果输入键未过期,那么不做任何处理

以上描述可以使用如下流程图表示:

2.2 定期删除策略的实现

过期键的定期删除策略由activeExpireCycle函数实现,每当Redis服务器的周期性操作serverCron函数执行时,activeExpireCycle函数就会被调用,它在规定的时间内,分多次遍历服务器中的各个数据库,从数据库的expires字典中随机检查一部分键的过期时间,并删除其中的过期键。

activeExpireCycle函数的大体流程为:

函数每次运行时,都从一定数量的数据库中随机取出一定数量的键进行检查,并删除其中的过期键,比如先从0号数据库开始检查,下次函数运行时,可能就是从1号数据库开始检查,直到15号数据库检查完毕,又重新从0号数据库开始检查,这样可以保证每个数据库都被检查到。

划重点:

关于定期删除的大体流程,最近面试时有被问道,我就是按上述描述回答的。

可能有的面试官还会问,每次随机删除哪些key呢?可以提下LRU算法(Least Recently Used 最近最少使用),一般不会再细问,不过有兴趣的同学可以深入研究下。更多面试题,欢迎关注公众号 Java面试题精选

3. RDB对过期键的处理

3.1 生成RDB文件

在执行SAVE命令或者BGSAVE命令创建一个新的RDB文件时,程序会对数据库中的键进行检查,已过期的键不会被保存到新创建的RDB文件中。

举个例子,如果数据库中包含3个键k1、k2、k3,并且k2已经过期,那么创建新的RDB文件时,程序只会将k1和k3保存到RDB文件中,k2则会被忽略。

3.2 载入RDB文件

在启动Redis服务器时,如果服务器只开启了RDB持久化,那么服务器将会载入RDB文件:

  • 如果服务器以主服务器模式运行,在载入RDB文件时,程序会对文件中保存的键进行检查,未过期的键会被载入到数据库中,过期键会被忽略。
  • 如果服务器以从服务器模式运行,在载入RDB文件时,文件中保存的所有键,不论是否过期,都会被载入到数据库中。

因为主从服务器在进行数据同步(完整重同步)的时候,从服务器的数据库会被清空,所以一般情况下,过期键对载入RDB文件的从服务器不会造成影响。更多面试题,欢迎关注公众号 Java面试题精选

4. AOF对过期键的处理

4.1 AOF文件写入

如果数据库中的某个键已经过期,并且服务器开启了AOF持久化功能,当过期键被惰性删除或者定期删除后,程序会向AOF文件追加一条DEL命令,显式记录该键已被删除。

举个例子,如果客户端执行命令GET message访问已经过期的message键,那么服务器将执行以下3个动作:

  • 从数据库中删除message键
  • 追加一条DEL message命令到AOF文件 -向执行GET message命令的客户端返回空回复

4.2 AOF文件重写

在执行AOF文件重写时,程序会对数据库中的键进行检查,已过期的键不会被保存到重写后的AOF文件中。

5. 复制功能对过期键的处理

在主从复制模式下,从服务器的过期键删除动作由主服务器控制:

  • 主服务器在删除一个过期键后,会显式地向所有从服务器发送一个DEL命令,告知从服务器删除这个过期键。
  • 从服务器在执行客户端发送的读命令时,即使发现该键已过期也不会删除该键,照常返回该键的值。
  • 从服务器只有接收到主服务器发送的DEL命令后,才会删除过期键。

6. 源码及参考

黄健宏 《Redis设计与实现》

来源:juejin.im/post/5e93ce3be51d45470d528262

本文参与 腾讯云自媒体分享计划,分享自微信公众号。
原始发表:2020-04-24,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 趣学程序 微信公众号,前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体分享计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 1. 常见的删除策略
    • 1.1 定时删除策略
      • 1.2 惰性删除策略
        • 1.3 定期删除策略
        • 2. Redis使用的过期键删除策略
          • 2.1 惰性删除策略的实现
            • 2.2 定期删除策略的实现
            • 3. RDB对过期键的处理
              • 3.1 生成RDB文件
                • 3.2 载入RDB文件
                • 4. AOF对过期键的处理
                  • 4.1 AOF文件写入
                    • 4.2 AOF文件重写
                    • 5. 复制功能对过期键的处理
                    • 6. 源码及参考
                    相关产品与服务
                    云数据库 Redis
                    腾讯云数据库 Redis(TencentDB for Redis)是腾讯云打造的兼容 Redis 协议的缓存和存储服务。丰富的数据结构能帮助您完成不同类型的业务场景开发。支持主从热备,提供自动容灾切换、数据备份、故障迁移、实例监控、在线扩容、数据回档等全套的数据库服务。
                    领券
                    问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档