Redis的多线程过期机制研究（redis过期 多线程）

Redis的多线程过期机制研究

Redis（Remote Dictionary Server）是一款开源的高性能的键值数据库。它支持多种数据结构，比如字符串、列表、集合、有序集合等。Redis还有一个非常重要的特性，就是过期机制。当我们设置一个键值的过期时间时，Redis会在过期时间到达后自动删除这个键值。但是在单线程模式下，当Redis执行一些耗时的操作时，比如阻塞I/O操作，如果这时有一些键值已经过期，但是Redis还没有来得及清理这些键值，那么这些键值就会一直存在，占用内存。

为了解决这个问题，Redis引入了多线程过期机制。多线程过期机制是Redis 2.8版本后新增的特性，它使用了一种基于惰性清理的机制，实现了Redis键值的快速过期和删除。

在Redis 2.8版本中，过期键值的删除是由 定时任务和轮询机制实现的。当键值的过期时间到达后，Redis并不会立即删除它，而是将这个键值添加到一个过期键值的字典中，并将它的过期时间加上1秒钟。同时，Redis会将这个键值添加到一个即将过期的键值列表中，并将这个列表的过期时间设置为1秒钟。定时任务每秒钟会遍历过期键值的字典和即将过期的键值列表，将已经过期的键值从Redis中删除。

使用多线程过期机制，我们可以将键值的过期检查和删除操作交给专门的子线程来执行，这样就不会因为耗时操作而导致过期键值不能及时清理了。同时，多线程过期机制还可以采用惰性清理的方式，只在需要的时候再进行清理，降低了Redis的性能开销。

下面是使用多线程过期机制的一个示例代码：

import redis
pool = redis.ConnectionPool(host='localhost', port=6379, db=0)
r = redis.StrictRedis(connection_pool=pool)
def clean_expired():
    while True:
        r.execute_command('CLEAN 100')
        time.sleep(0.01)
t = threading.Thread(target=clean_expired)
t.setDaemon(True)
t.start()

r.set('key1', 'value1', ex=10)
r.set('key2', 'value2', ex=20)
time.sleep(11)
print(r.get('key1')) # None，已经过期被删除了
print(r.get('key2')) # value2，还没有过期

在这个示例中，我们首先定义了一个`clean_expired`函数，这个函数会在后台线程中执行。它使用了Redis的`CLEAN`命令，清理了过期的键值。我们将这个线程设置为守护线程，这样当主线程结束时，它也会自动结束。

我们在主线程中设置了两个键值，`key1`和`key2`。`key1`的过期时间是10秒钟，而`key2`的过期时间是20秒钟。我们等待11秒钟后，尝试获取`key1`和`key2`。由于`key1`已经过期被删除了，所以获取不到。而`key2`还没有过期，所以可以获取到它的值。

通过上面的示例代码，我们可以看到多线程过期机制的作用。在实际使用Redis时，我们也可以根据自己的需求来配置多线程过期机制的相关参数，以获得更好的性能表现。