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  • redis map 过期时间_redis 过期时间
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    2020-11-20 13:43:58
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    设置key的过期时间,超过时间后,将会自动删除该key。在Redis的术语中一个key的相关超时是不确定的。

    超时后只有对key执行DEL命令或者SET命令或者GETSET时才会清除。 这意味着,从概念上讲所有改变key的值的操作都会使他清除。 例如,INCR递增key的值,执行LPUSH操作,或者用HSET改变hash的field所有这些操作都会触发删除动作。

    使用PERSIST命令可以清除超时,使其变成一个永久的key。

    如果key被RENAME命令修改,相关的超时时间会转移到新key上面。

    如果key被RENAME命令修改,比如原来就存在Key_A,然后调用RENAME Key_B Key_A命令,这时不管原来Key_A是永久的还是设置为超时的,都会由Key_B的有效期状态覆盖。

    刷新过期时间

    对已经有过期时间的key执行EXPIRE操作,将会更新它的过期时间。有很多应用有这种业务场景,例如记录会话的session。

    返回值

    integer-reply, 具体的:

    • 1 如果成功设置过期时间。
    • 0 如果key不存在或者不能设置过期时间。

    例子

    案例: Navigation session

    想象一下,你有一个网络服务器,你对用户最近访问的N个网页感兴趣,每一个相邻的页面设置超时时间为60秒。在概念上你为这些网页添加Navigation session,如果你的用户,可能包含有趣的信息,他或她正在寻找什么样的产品,你可以推荐相关产品。

    你可以使用下面的策略模型,使用这种模式:每次用户浏览网页调用下面的命令:

    如果用户60秒没有操作,这个key将会被删除,不到60秒的话,后续网页将会被继续记录。

    这个案例很容易用INCR代替RPUSH

    附录: Redis 过期时间

    Keys的过期时间

    通常Redis keys创建时没有设置相关过期时间。他们会一直存在,除非使用显示的命令移除,例如,使用DEL命令。

    EXPIRE一类命令能关联到一个有额外内存开销的key。当key执行过期操作时,Redis会确保按照规定时间删除他们。

    key的过期时间和永久有效性可以通过EXPIRE和PERSIST命令(或者其他相关命令)来进行更新或者删除过期时间。

    过期精度

    在 Redis 2.4 及以前版本,过期期时间可能不是十分准确,有0-1秒的误差。

    从 Redis 2.6 起,过期时间误差缩小到0-1毫秒。

    过期和持久

    Keys的过期时间使用Unix时间戳存储(从Redis 2.6开始以毫秒为单位)。这意味着即使Redis实例不可用,时间也是一直在流逝的。

    要想过期的工作处理好,计算机必须采用稳定的时间。 如果你将RDB文件在两台时钟不同步的电脑间同步,有趣的事会发生(所有的 keys装载时就会过期)。

    即使正在运行的实例也会检查计算机的时钟,例如如果你设置了一个key的有效期是1000秒,然后设置你的计算机时间为未来2000秒,这时key会立即失效,而不是等1000秒之后。

    Redis如何淘汰过期的keys

    Redis keys过期有两种方式:被动和主动方式。

    当一些客户端尝试访问它时,key会被发现并主动的过期。

    当然,这样是不够的,因为有些过期的keys,永远不会访问他们。 无论如何,这些keys应该过期,所以定时随机测试设置keys的过期时间。所有这些过期的keys将会从密钥空间删除。

    具体就是Redis每秒10次做的事情:

    1. 测试随机的20个keys进行相关过期检测。
    2. 删除所有已经过期的keys。
    3. 如果有多于25%的keys过期,重复步奏1.

    这是一个平凡的概率算法,基本上的假设是,我们的样本是这个密钥控件,并且我们不断重复过期检测,直到过期的keys的百分百低于25%,这意味着,在任何给定的时刻,最多会清除1/4的过期keys。

    在复制AOF文件时如何处理过期

    为了获得正确的行为而不牺牲一致性,当一个key过期,DEL将会随着AOF文字一起合成到所有附加的slaves。在master实例中,这种方法是集中的,并且不存在一致性错误的机会。

    然而,当slaves连接到master时,不会独立过期keys(会等到master执行DEL命令),他们任然会在数据集里面存在,所以当slave当选为master时淘汰keys会独立执行,然后成为master。

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    一:设置过期时间

    redis有四种命令可以用于设置键的生存时间和过期时间:

    EXPIRE <KEY> <TTL> : 将键的生存时间设为 ttl 秒    PEXPIRE <KEY> <TTL> :将键的生存时间设为 ttl 毫秒EXPIREAT <KEY> <timestamp> :将键的过期时间设为 timestamp 所指定的秒数时间戳PEXPIREAT <KEY> <timestamp>: 将键的过期时间设为 timestamp 所指定的毫秒数时间戳.

    二:保存过期时间

    那么redis里面对这些key的过期时间和生存时间的信息是怎么保存的呢??
    答:在数据库结构redisDb中的expires字典中保存了数据库中所有键的过期时间,我们称expire这个字典为过期字典。
    (1)过期字典是一个指针,指向键空间的某个键对象。
    (2)过期字典的值是一个longlong类型的整数,这个整数保存了键所指向的数据库键的过期时间–一个毫秒级的 UNIX 时间戳。

    下图是一个带过期字典的数据库例子:

    564dceeba09f12ff20bd91db49f5f007.png

    过期字典是存储在redisDb这个结构里的:

    typedef struct redisDb {    ...        dict *dict;     //数据库键空间,保存着数据库中所有键值对    dict *expires   // 过期字典,保存着键的过期时间    ...} redisDb;

    从以上结构中可以看到expire字典(过期字典)和dict字典(数据库键空间,保存着数据库中所有键值对)是并列的,由此可见expire字典的重要性。

    三:移除过期时间

    PERSIST 命令可以移除一个键的过期时间:

    127.0.0.1:6379> set message "hello"OK127.0.0.1:6379> expire message 60(integer) 1127.0.0.1:6379> ttl message(integer) 54127.0.0.1:6379> persist message(integer) 1127.0.0.1:6379> ttl message(integer) -1

    persist命令就是expire命令的反命令,这个函数在过期字典中查找给定的键,并从过期字典中移除。
    比如在数据库当前状态(如上图所示),当给book这个key移除过期时间:

    redis> persist book(integer) 1

    数据库将更新成如下状态:

    e6a0518da9ecc7814797e53878ade7fc.png

    可以从图中看到,当PERSIST book命令执行之后,过期字典中的 book 键消失了。

    四:计算并返回剩余生存时间

    ttl命令以秒为单位返回指定键的剩余生存时间。pttl以毫秒返回。两个命令都是通过计算当前时间和过期时间的差值得到剩余生存期的。

    127.0.0.1:6379> set minping shuxinOK127.0.0.1:6379> expire minping 60(integer) 1127.0.0.1:6379> ttl minping(integer) 57127.0.0.1:6379> ttl minping(integer) 27127.0.0.1:6379> pttl minping(integer) 23839127.0.0.1:6379>

    redis源码为:

    void ttlCommand(redisClient *c) {    ttlGenericCommand(c, 0);}void pttlCommand(redisClient *c) {    ttlGenericCommand(c, 1);}void ttlGenericCommand(redisClient *c, int output_ms) {    long long expire, ttl = -1;    /* 如果键不存在,返回-2 */    if (lookupKeyRead(c->db,c->argv[1]) == NULL) {        addReplyLongLong(c,-2);        return;    }        /* 如果键存在*/    /*如果没有设置生存时间,返回 -1, 否则返回实际剩余时间 */    expire = getExpire(c->db,c->argv[1]);    if (expire != -1) {        /* 过期时间减去当前时间,就是键的剩余时间*/        ttl = expire-mstime();        if (ttl < 0) ttl = 0;    }    if (ttl == -1) {        addReplyLongLong(c,-1);    } else {         /*将毫秒转化为秒*/        addReplyLongLong(c,output_ms ? ttl : ((ttl+500)/1000));    }}

    五:过期键的删除策略

    如果一个键是过期的,那它到了过期时间之后是不是马上就从内存中被被删除呢??如果不是,那过期后到底什么时候被删除呢??

    其实有三种不同的删除策略:
    (1):立即删除。在设置键的过期时间时,创建一个回调事件,当过期时间达到时,由时间处理器自动执行键的删除操作。
    (2):惰性删除。键过期了就过期了,不管。每次从dict字典中按key取值时,先检查此key是否已经过期,如果过期了就删除它,并返回nil,如果没过期,就返回键值。
    (3):定时删除。每隔一段时间,对expires字典进行检查,删除里面的过期键。
    可以看到,第二种为被动删除,第一种和第三种为主动删除,且第一种实时性更高。下面对这三种删除策略进行具体分析。

    立即删除

    立即删除能保证内存中数据的最大新鲜度,因为它保证过期键值会在过期后马上被删除,其所占用的内存也会随之释放。但是立即删除对cpu是最不友好的。因为删除操作会占用cpu的时间,如果刚好碰上了cpu很忙的时候,比如正在做交集或排序等计算的时候,就会给cpu造成额外的压力。

    而且目前redis事件处理器对时间事件的处理方式--无序链表,查找一个key的时间复杂度为O(n),所以并不适合用来处理大量的时间事件。

    惰性删除

    惰性删除是指,某个键值过期后,此键值不会马上被删除,而是等到下次被使用的时候,才会被检查到过期,此时才能得到删除。所以惰性删除的缺点很明显:浪费内存。dict字典和expires字典都要保存这个键值的信息。

    举个例子,对于一些按时间点来更新的数据,比如log日志,过期后在很长的一段时间内可能都得不到访问,这样在这段时间内就要拜拜浪费这么多内存来存log。这对于性能非常依赖于内存大小的redis来说,是比较致命的

    定时删除

    从上面分析来看,立即删除会短时间内占用大量cpu,惰性删除会在一段时间内浪费内存,所以定时删除是一个折中的办法。
    定时删除是:每隔一段时间执行一次删除操作,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的影响。另一方面定时删除也有效的减少了因惰性删除带来的内存浪费。

    六:redis使用的策略

    redis使用的过期键值删除策略是:惰性删除加上定期删除,两者配合使用。

    caff6c650bcac795e38cf75e89a5c632.png

    展开全文
  • 今天看看作为内存数据库,Redis 是怎么存储数据的以及键是怎么过期的。阅读这篇文章你将会了解到:Redis 的数据库实现Redis过期的策略数据库的实现我们先看代码 server.h/redisServerstruct redisServer{ ... //...

    今天看看作为内存数据库,Redis 是怎么存储数据的以及键是怎么过期的。

    阅读这篇文章你将会了解到:

    • Redis 的数据库实现
    • Redis 键过期的策略

    数据库的实现

    我们先看代码 server.h/redisServer

    struct redisServer{ ... //保存 db 的数组 redisDb *db;  //db 的数量 int dbnum; ...}

    再看redisDb的代码:

    typedef struct redisDb { dict *dict; /* The keyspace for this DB */ dict *expires; /* Timeout of keys with a timeout set */ dict *blocking_keys; /* Keys with clients waiting for data (BLPOP)*/ dict *ready_keys; /* Blocked keys that received a PUSH */ dict *watched_keys; /* WATCHED keys for MULTI/EXEC CAS */ int id; /* Database ID */ long long avg_ttl; /* Average TTL, just for stats */} redisDb;

    总体来说redis的 server 包含若干个(默认16个) redisDb 数据库。

    815626e585d6ee1f03e2b1c37ceee623.png

    Redis 是一个 k-v 存储的键值对数据库。其中字典 dict 保存了数据库中的所有键值对,这个地方叫做 keyspace 直译过来就是“键空间”。

    所以我们就可以这么认为,在 redisDb 中我们使用 dict(字典)来维护键空间。

    • keyspace 的 kay 是数据库的 key,每一个key 是一个字符串对象。注意不是字符串,而是字符串对象。
    • keyspace 的 value 是数据库的 value,这个 value 可以是 redis 的,字符串对象,列表对象,哈希表对象,集合对象或者有序对象中的一种。

    数据库读写操作

    所以对于数据的增删改查,就是对 keyspace 这个大 map 的增删改查。

    当我们执行:

    >redis SET mobile "13800000000"

    实际上就是为 keyspace 增加了一个 key 是包含字符串“mobile”的字符串对象,value 为包含字符“13800000000”的字符串对象。

    看图:

    8b9ef9861c841cfbb52c758bef787943.png

    对于删改查,没啥好说的。类似java 的 map 操作,大多数程序员应该都能理解。

    需要特别注意的是,再执行对键的读写操作的时候,Redis 还要做一些额外的维护动作:

    • 维护 hit 和 miss 两个计数器。用于统计 Redis 的缓存命中率。
    • 更新键的 LRU 时间,记录键的最后活跃时间。
    • 如果在读取的时候发现键已经过期,Redis 先删除这个过期的键然后再执行余下操作。
    • 如果有客户对这个键执行了 WATCH 操作,会把这个键标记为 dirty,让事务注意到这个键已经被改过。
    • 没修改一次 dirty 会增加1。
    • 如果服务器开启了数据库通知功能,键被修改之后,会按照配置发送通知。

    键的过期实现

    Redis 作为缓存使用最主要的一个特性就是可以为键值对设置过期时间。就看看 Redis 是如果实现这一个最重要的特性的?

    在 Redis 中与过期时间有关的命令

    • EXPIRE 设置 key 的存活时间单位秒
    • EXPIREAT 设置 key 的过期时间点单位秒
    • PEXPIRE 设置 key 的存活时间单位毫秒
    • PEXPIREAT 设置 key 的过期时间点单位毫秒

    其实这些命令,底层的命令都是由 REXPIREAT 实现的。

    在 redisDb 中使用了 dict *expires,来存储过期时间的。其中 key 指向了 keyspace 中的 key(c 语言中的指针), value 是一个 long long 类型的时间戳,标定这个 key 过期的时间点,单位是毫秒。

    如果我们为上文的 mobile 增加一个过期时间。

    >redis PEXPIREAT mobile 1521469812000

    这个时候就会在过期的 字典中增加一个键值对。如下图:

    726755e0ff0ce141ff303627a894e1fe.png

    对于过期的判断逻辑就很简单:

    1. 在 字典 expires 中 key 是否存在。
    2. 如果 key 存在,value 的时间戳是否小于当前系统时间戳。

    接下来就需要讨论一下过期的键的删除策略。

    key的删除有三种策略:

    1. 定时删除,Redis定时的删除内存里面所有过期的键值对,这样能够保证内存友好,过期的key都会被删除,但是如果key的数量很多,一次删除需要CPU运算,CPU不友好。
    2. 惰性删除,只有 key 在被调用的时候才去检查键值对是否过期,但是会造成内存中存储大量的过期键值对,内存不友好,但是极大的减轻CPU 的负担。
    3. 定时部分删除,Redis定时扫描过期键,但是只删除部分,至于删除多少键,根据当前 Redis 的状态决定。

    这三种策略就是对时间和空间有不同的倾向。Redis为了平衡时间和空间,采用了后两种策略 惰性删除和定时部分删除。

    惰性删除比较简单,不做过多介绍。主要讨论一下定时部分删除。

    过期键的定时删除的策略由 expire.c/activeExpireCycle() 函数实现,server.c/serverCron() 定时的调用 activieExpireCycle() 。

    activeExpireCycle 的大的操作原则是,如果过期的key比较少,则删除key的数量也比较保守,如果,过期的键多,删除key的策略就会很激进。

    static unsigned int current_db = 0; /* Last DB tested. */static int timelimit_exit = 0; /* Time limit hit in previous call? */static long long last_fast_cycle = 0; /* When last fast cycle ran. */
    • 首先三个 static 全局参数分别记录目前遍历的 db下标,上一次删除是否是超时退出的,上一次快速操作是什么时候进行的。
    • 计算 timelimit = 1000000*ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_SLOW_TIME_PERC/server.hz/100; 可以理解为 25% 的 cpu 时间。
    • 如果 db 中 expire 的大小为0 不操作
    • expire 占总 key 小于 1% 不操作
    • num = dictSize(db->expires);num 是 expire 使用的key的数量。
    • slots = dictSlots(db->expires); slots 是 expire 字典的尺寸大小。
    • 已使用的key(num) 大于 ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP 则设置为 ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP。也就是说每次只检查 ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP 个键。
    • 随机获取带过期的 key。计算是否过期,如果过期就删除。
    • 然后各种统计,包括删除键的次数,平均过期时间。
    • 每遍历十六次,计算操作时间,如果超过 timelimit 结束返回。
    • 如果删除的过期键大于 ACTIVE_EXPIRE_CYCLE_LOOKUPS_PER_LOOP 的 14 就跳出循环,结束。

    步骤比较复杂,总结一下:(这里都是以默认配置描述)

    1. redis 会用最多 25% 的 cpu 时间处理键的过期。
    2. 遍历所有的 redisDb
    3. 在每个 redisDb 中如果数据中没有过期键或者过期键比例过低就直接进入下一个 redisDb。
    4. 否则,遍历 redisDb 中的过期键,如果删除的键达到有过期时间的的key 的25% ,或者操作时间大于 cpu 时间的 25% 就结束当前循环,进入下一个redisDb。

    后记

    这篇文章主要解释了 Redis 的数据库是怎么实现的,同时介绍了 Redis 处理过期键的逻辑。看 Redis 的代码越多越发现,实际上 Redis 一直在做的一件事情就是平衡,一直在平衡程序的空间和时间。其实平时的业务设计,就是在宏观上平衡,平衡宏观系统的时间和空间。所以,看源码是让我们从微观学习系统架构的良好途径,是架构师的成长的必经之路。

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    占小狼的博客

    时隔多日,小菜鸡终于接到阿里的面试通知,屁颠屁颠的从上海赶到了杭州。

    c0856392ad67c56df214b8a95ef01d54.png

    经过半个小时的厮杀:

    • 自我介绍

    • hashMap和ConcurrentHashMap区别

    • jdk中锁的实现原理

    • volatile的使用场景

    • threadLocal怎么实现?什么时候会用到?

    面试官终于把考察点转到了redis上面,这是小菜鸡特意准备过的。

    90acc27e62bb9fe0ad10217ff9782e74.png

    面试官:我看你简历提到xxx项目使用了redis

    小弱鸡:嗯,因为xxxx的性能问题,经过排查之后,发现性能瓶颈在数据库上面,所以引入了redis

    面试官:行,那你了解redis的过期策略吗?

    小弱鸡:有了解过,因为redis是基于内存来进行高性能、高并发的读写操作的,既然是内存,那肯定有空间的限制,如果只有10g内存,一直往里面写数据,那肯定不行,所以采用一些过期策略把不需要的数据删除、或者是淘汰掉。

    面试官:那都有哪些过期策略?

    小弱鸡:我了解的有 定期删除、惰性删除两种

    面试官:你先讲讲定期删除怎么实现?

    小弱鸡好像有点兴奋:所谓定期删除,指的是 redis 默认是每隔 100ms 就随机抽取一些设置了过期时间的 key,检查其是否过期,如果过期就删除。

    面试官:为什么是随机抽取?

    小弱鸡:假如在redis 里插入10w个key,并且都设置了过期时间,如果每次都检查所有key,那cpu基本上都消耗在过期key的检查上了,redis对外的性能也会大大降低,简直就是一场灾难。

    面试官:随机检查会存在什么问题?

    小弱鸡:可能导致本已经过期的key没有被扫描到,而继续留在内存中,并占用空间,等待被删除。

    面试官:这种情况怎么解决?

    小弱鸡又兴奋了:这时候就需要第二种过期策略了,惰性删除,就是在获取某个 key 的时候,redis 会检查一下 ,如果这个 key 设置了过期时间,并且已经过期了,那么就直接删除,返回空。

    面试官面带一丝笑意:嗯,那再考虑一种情况,如果大量的key没有被扫描到,且已过期,也没有被再次访问,即没有走惰性删除,这些大量过期 key 堆积在内存里,导致 redis 内存块耗尽了,这种情况下,怎么办?

    小菜鸡想了会,抓了抓脑袋:redis内部提供了内存淘汰机制,应该有好几种策略,但我只知道LRU算法。

    面试官:嗯,那你手写一个LRU算法?

    小菜鸡*花一紧,这不是给自己挖坑么!!!如果从头开始写一个完整的LRU算法,那会要了命,幸好小菜鸡还记得 LinkedHashMap,可以基于 LinkedHashMap实现一个简单版本的LRU算法。

    class LRUCache<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {

    private final int CACHE_SIZE;

    * @param cacheSize 缓存大小

    */

    // true 表示让 linkedHashMap 按照访问顺序来进行排序,最近访问的放在头部,最老访问的放在尾部。

    public LRUCache(int cacheSize) {

    super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);

    CACHE_SIZE = cacheSize;

    }

    @Override

    // 当 map中的数据量大于指定的缓存个数的时候,就自动删除最老的数据。

    protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {

    return size() > CACHE_SIZE;

    }

    }

    小菜鸡写完之后,轻轻舒了一口气。

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    面试官看完点点头,换了个方向继续虐!

    长按订阅更多精彩▼

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    如有收获,点个在看,诚挚感谢83d82d08e3eda6cebbfb80bd53c42bea.png

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    redis中通过需要对订单等信息进行存在时间设置对于Key-Value的形式可以直接使用expire函数设置但是对于 Key-Field-Value则没有现成的函数进行设置 以下就是针对这一场景进行的。 方案 以多线程的方式进行对需要...
  • Redis中key的过期时间

    2021-07-24 09:42:42
    Redis中key的过期时间 背景 实际项目开发中,我们经常会用到redis进行缓存存储,那么redist中key设置与不设置缓存时间,会给我们日常开发中带来哪些影响呢? 场景1:设置了key但是没有指定过期时间 如果服务器没有...
  • 以java为例,使用自带的map或者guava实现的是本地缓存,最主要的特点是轻量以及快速,生命周期随着jvm的销毁而结束,并且在多实例的情况下,每个实例都需要各自保存一份缓存,缓存不具有一致性。使用redis或...
  • 自定义redis过期时间 在创建rediscachemanager 的时候,还可以传入一个config,是特定cacheName 对应的配置文件 Map,redisCacheConfiguration> conf; new RedisCacheManager(redisCacheWriter, defaultCacheConfig,...
  • redis 获取key 过期时间

    万次阅读 2020-12-22 09:30:36
    keys *b4f107c6-e96c-4a1e-8402-a3be9a619847*1) "shiro_redis_session:b4f107c6-e96c-4a1e-8402-a3be9a619847"127.0.0.1:6379> get "shiro_redis_session:b4f107c6-e96c-4a1e-8402-a3be9a61...
  • Redis五种数据类型-设置key的过期时间Redis五种数据类型1.String:key-value(做缓存)1.1set key值 value值1.2 get key值1.3incr key值,将对应value值递增1 (生成id, 网站访问量)1.4decr key值 将对应value值...
  • } } 自定义 cacheManager bena 的配置 @Bean public ProjectRedisCacheManager cacheManager(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) { log.debug("初始化 RedisCacheManager,通过 cacheName 配置过期时间...

空空如也

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