Redis极致的过期效率（redis 过期效率）

Redis：极致的过期效率

Redis是一个高性能的缓存数据库，广泛应用于分布式缓存、消息队列等领域。其中，过期机制是Redis的核心特性之一。Redis的过期机制采用定期和惰性两种方式，其极致的过期效率让Redis在高并发场景下表现出色。

定期过期机制是指Redis会在过期键中随机抽取一部分进行检测并删除。这部分过期键的数量取决于Redis配置文件中的参数，例如默认的是每秒钟检测一次，且检测100个过期键。在实际应用中，调整这些参数能够影响Redis的过期精度和检测成本。以下是定期过期机制的代码：

void activeExpireCycle(int type, void *eventLoop) {
    serverAssert(GlobalLocksAcquired());

    /* Can I haz some more CPU? */
    if (g_pserver->active_expire_enabled && (g_pserver->active_expire_effort != 0 ||
        g_pserver->active_defrag_running != ACTIVE_DEFRAG_NO)) {
        RedisModule_Call(&RedisModule_InfoCtx,
                         RedisModuleEvent_ReplicationCronLoop,
                         "c", "active-expire");
    }

    int j;

    /* Expire cycle. */
    for (j = 0; j 
        int expired;
        expired = lazyfreeGetPendingObjectsCount(j) > LAZYFREE_TARGET_FREE_PAGES && g_pserver->lazyfree_lazy_eviction;
        expireIfNeeded(&g_pserver->db[j],expired,type,eventLoop);
    }
    replicationScriptCacheFlush();
    masterFlushReplBacklog(-1);
}

相对而言，惰性过期机制是更加灵活的一种方式。这种机制依赖于每次获取键值对时都检测其过期时间，一旦发现键过期，Redis就会删除它。然而，惰性过期机制并不适用于所有场景，因为它需要每次获取键值对时都进行时间检测，增加了较大的计算成本。以下是惰性过期机制的代码：

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key, mstime_t now) {
    mstime_t t;

    if (keyIsExpired(db,key,now)) {

        ServerLog(LL_DEBUG,"expireIfNeeded: %s", (char*)key->ptr);

        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_EXPIRED, "expired", key, db->id);

        dbDelete(db,key);

        return 1;
    }
    return 0;
}

此外，Redis还提供了一种基于惰性过期机制的近似过期算法——淘汰机制。这种机制会对设置了过期时间的键生成随机数，然后只有在随机数小于一定值时才认为该键已过期。这种方式直接省去了惰性过期机制的时间检测，极大地降低了计算成本。以下是淘汰机制的代码：

int expireIfNeeded(redisDb *db, robj *key, mstime_t now) {
    mstime_t t;
    long long expire;
    expire = getExpire(db,key);
    if (expire 
    /* Expire could be odd... */

    if (expire 
    t = expire;
    if (expire 
        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_EXPIRED, "expired", key, db->id);
        return server.lazyfree_lazy_expire ? dbAsyncDelete(db,key) :
                                              dbDelete(db,key);
    }
    return 0;
}

综上所述，Redis的过期机制在高并发场景下展现出色，其采用的定期、惰性和淘汰三种方式，可以有效降低计算成本并提高过期检测的准确性。开发者可以根据实际业务场景合理选择过期方式，以提高Redis的性能。