基于 Redis 的过期算法研究（redis 过期算法）

    Redis作为一款开源的Key-Value存储/缓存系统，其自带过期算法，可以实现内存中一批数据的自动过期以释放空间。既能实现内存有效利用，又能避免不常用的数据被保存过久，疏于维护而给企业带来的额外负担。本文详细介绍了Redis里提供的4种过期算法，主要有定时删除、LRU驱动、LFU驱动和自适应去耦合，以及它们之间的异同点，以帮助读者了解这些不同的机制，挑选出最合理的数据过期策略，为系统设计和优化提供参考。

### 一、定时删除

定时删除是Redis的老机制，它的实现原理很简单：在 key 进入 Redis时，就为它设置一个TTL（Time To Live，存活时间），然后每隔一段时间（一般为每秒）检查TTL的值是否为 0，若为 0 则自动删除此key。此机制的优缺点如下：

优点：简单易行，实现简单；

缺点：容易有误差，精准な度不高；同时无法实现 LRU、LFU 驱动，不能综合考虑 key 的使用情况。

EXPIRE key seconds
EXPIREAT key timestamp

### 二、LRU驱动

LRU驱动是 Redis 内置的过期算法，它的实现原理是：将每一个 key 进行SDIFF 和的操作，看它是否在最近一段时间内被使用过。若未被使用则自动删除此 key，并将空间释放给最近被用到的 key，从而实现 LRU 策略。

优点：考虑 key 的历史使用情况，可综合对待；

缺点：每一次新访问时，都需要更新大量数据，影响性能；

expire key 5
expireat key 1595302105

### 三、LFU驱动

LFU驱动也是 Redis 内置的过期机制，它的实现原理是：设置一个 LFU 阈值，每次访问 key 时，就把 key 的访问次数加一，当 key的访问次数超出阈值时，就会被自动删除。

优点：可以实时判断 key 的使用情况，会根据 key 的使用频率动态调节阈值；

缺点：需要后台进行定时任务清理，影响性能；

EXPIRE key 5
EXPIREAT key 159530219

### 四、自适应去耦

自适应去耦是一种基于用户记录的计算机的去耦机制， Redis 采用的实现原理也类似：对每一个key，Redis会统计一段时间内（比如7天）它的访问次数，然后根据它的访问次数来计算出它的TTL，也就是 key 的存活时间，若过了TTL即则自动过期。

优点：采用自适应算法，可以根据 key 的使用情况调整TTL；

缺点：需要后台进行定时任务清理，影响性能；

EXPIRE key times
EXPIREAT key timestamp

### 五、总结

从上面介绍可以看出，Redis中提供了4种数据过期策略，它们各有优劣，用户在实际使用中需要根据自己的实际需求来挑选出最合理的策略，以使数据得到有效的过期，实现内存的有效利用。