Redis的数据删除策略

一、Redis简介

1. 概念：

Redis (REmote DIctionary Server) 是用 C 语言开发的一个开源的高性能键值对（key-value）数据库。

2. 特征：

        ①数据间没有必然的关联关系；

        ②内部采用单线程机制进行工作；

        ③高性能，官方提供测试数据，50个并发执行100000 个请求,读的速度是110000 次/s,写的速度是81000次/s；

        ④多数据类型支持

            字符串类型 string

            列表类型 list

            散列类型 hash

            集合类型 set

            有序集合类型 sorted_set

        ⑤持久化支持。可以进行数据灾难恢复

二、Redis删除策略

1. 什么是过期数据？

Redis是一种内存级数据库，所有数据均存放在内存中，内存中的数据可以通过TTL指令获取其状态。

• XX ：具有时效性的数据，通过下列命令来定义：

       &&     setex key seconds value

  &&      expire key seconds

       &&      expireat key timestamp

       &&      pexpire key milliseconds

       &&      pexpireat key milliseconds-timestamp

 

• -1 ：永久有效的数据

 

• -2 ：已经过期的数据或被删除的数据或未定义的数据

过期的数据是否真的被删除了？

当 redis 需要处理某条数据的时候，发送一条指令给 CPU，CPU 轻轻松松就可以搞定，相对来说不会占用太多时间，但是如果有多个 redis 同时发送了非常多的增删查改指令过来，那 CPU 压力就会变得非常大，造成性能下降，所有操作都在排队等着 CPU 空闲处理指令。

那么，我们在这里能不能做一个优化，查数据，加数据，改数据这部分还是得正常进来处理，但是过期数据貌似就不是一个很着急的事情了。如果内存空间也不是很紧张，没达到阈值，那可以先放在内存里，等有空的时间再删掉。也就是说，当这些数据过期以后，实际上还是先放在内存里等到要删的时候再去删它。而具体怎么删，Redis 会提供相应的删除策略。

2. Redis提供的删除策略

Redis 提供了三种删除策略：a. 定时删除 | b. 惰性删除 | c. 定期删除

定时删除

①含义：当 key 设置过期时间的时候，创建一个定时器事件，当 key 过期时间到达时，由定时器任务立即执行对 key 的删除操作，删除操作先删除存储空间的，再移除掉 expire 的 key

②优点：节约内存，到时就删除，快速释放掉不必要的内存占用

③缺点：CPU 压力大，无论 CPU 此时负载量多高，都会去占用 CPU 进行 key 的删除操作，会影响 Redis 服务器响应时间和吞吐量，是一种比较低效的方式

④总结：用 CPU 性能换取内存空间，时间换空间

惰性删除

①含义：数据到达超时时间的，不立即处理，等下次访问该数据的时候，再去删除(操作会执行expireIfNeeded()函数去检查)

②优点：不占用 CPU 节约 CPU 性能，只在获取访问key的时候才判断是否过期，过期则删除，只会删除当前获取的这一个key，其他的key还是保持原样

③缺点：内存占用大，如果一直没有获取它，那么数据就会长期占用内存空间，当有大量的key没有被使用到，也造成了大量内存浪费，对内存数据库来说，也不太友好

④总结：空间换时间

定期删除

前面说的两种方案1.时间换空间，2.空间换时间都是两个极端方法，为避免前面方案带来的问题，Redis 引入了定期删除策略(是他们的一个比较折中的方案)

①含义：周期性轮询 Redis 库中的时效性数据，采取随机抽取的策略，利用过期数据占比的方式控制删除频度。

②优点：a.CPU性能占用设置有峰值，检测频度可自定义设置；b.内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理.

③总结：CPU 性能占用设置有峰值，检测频度可自定义设置，内存压力不是很大，长期占用内存的冷数据会被持续清理（周期性随机抽查，重点抽查）

删除策略对比

1. 定时删除（时间换空间）
   • 节约内存无占用
   • 不分时段占用 CPU 资源，频度高
2. 惰性删除（空间换时间）
   • 内存占用高
   • 延迟执行，不会一直占用CPU资源，CPU 压力小，频度低
3. 定期删除（周期性随机抽查）
   • 内存定期随机清理
   • 每秒花费固定 CPU 资源维护内存（清除过期数据）