Comment utiliser la stratégie d'expiration et la stratégie d'élimination de mémoire de Redis

1 Définissez la clé avec le délai d'expiration

expire key seconds
时间复杂度：O（1）

Définissez le délai d'expiration de la clé. Après l'expiration du délai, la clé sera automatiquement supprimée. Dans la terminologie Redis, le délai d'attente associé à une clé est volatile. key的过期时间。超时后，将会自动删除该key。在Redis的术语中一个key的相关超时是volatile的。

超时后只有对key执行DEL、SET、GETSET时才会清除。 这意味着，从概念上讲所有改变key而不用新值替换的所有操作都将保持超时不变。 例如，使用 INCR 递增key的值，执行 LPUSH 将新值推到 list 中或用 HSET 改变hash的field，这些操作都使超时保持不变。

• 使用 PERSIST 命令可以清除超时，使其变成一个永久key

• 若 key 被 RENAME 命令修改，相关的超时时间会转移到新key

• 若 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 是永久的还是设为超时的，都会由Key_B的有效期状态覆盖

注意，使用非正超时调用 EXPIRE/PEXPIRE 或具有过去时间的 EXPIREAT/PEXPIREAT 将导致key被删除而不是过期（因此，发出的key事件将是 del，而不是过期）。

1.1 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。

1.2 Redis 之前的 2.1.3 的差异

在 Redis 版本之前 2.1.3 中，使用更改其值的命令更改具有过期集的密钥具有完全删除key的效果。由于现在修复的复制层中存在限制，因此需要此语义。

EXPIRE 将返回 0，并且不会更改具有超时集的键的超时。

1.3 返回值

• 1 如果成功设置过期时间。

• 0 如果key

  Après l'expiration du délai, il ne sera effacé que lorsque DEL, SET ou GETSET sera exécuté sur key. Cela signifie que conceptuellement, toutes les opérations qui modifient une clé sans la remplacer par une nouvelle valeur garderont le délai d'attente inchangé. Par exemple, utilisez INCR pour incrémenter la valeur d'une clé, exécutez LPUSH pour pousser la nouvelle valeur dans la liste, ou utilisez HSET pour modifier le champ, ces opérations laissent toutes le délai d'attente inchangé.
Utilisez la commande PERSIST pour effacer le délai d'attente et en faire une clé permanente

• Si key est modifié par la commande RENAME, le timeout associé sera transféré à la nouvelle key

• Si key >key est modifié par la commande RENAME Par exemple, Key_A existe à l'origine, puis la commande RENAME Key_B Key_A est appelée. . À ce stade, la Key_A d'origine est ignorée. Que soit permanent ou défini sur timeout sera remplacé par le statut de validité de Key_B

  Notez que l'appel à EXPIRE/. PEXPIRE avec un délai d'attente non positif ou EXPIREAT/PEXPIREAT avec une heure passée entraînera la suppression de la clé plutôt que son expiration (de sorte que l'événement de clé émis sera supprimé et non expiré).

  1.1 Actualiser le délai d'expiration

  L'exécution de l'opération EXPIRE sur une clé qui a déjà un délai d'expiration mettra à jour son délai d'expiration. Il existe de nombreuses applications avec ce scénario métier, comme l'enregistrement de session.

  1.2 Différences dans Redis avant 2.1.3

  Dans les versions Redis antérieures à 2.1.3, changer une clé avec un ensemble expiré à l'aide de la commande qui change sa valeur avait pour effet de supprimer complètement la clé. Cette sémantique est requise en raison des limitations de la couche de réplication désormais corrigée.

  EXPIRE renverra 0 et ne modifiera pas le délai d'attente pour les clés avec un délai d'attente défini.

  1.3 Valeur de retour

  • 1 Si le délai d'expiration est défini avec succès.

  • 0 Si la clé n'existe pas ou si le délai d'expiration ne peut pas être défini.
    1.4 Exemple 🎜🎜🎜🎜🎜 Supposons qu'il existe un service Web qui s'intéresse aux N dernières pages que l'utilisateur a récemment visitées, de telle sorte que chaque page vue adjacente ne se situe pas plus de 60 secondes après la page précédente. Conceptuellement, considérez cet ensemble de pages vues comme une session de navigation pour l'utilisateur, qui peut contenir des informations intéressantes sur les produits qu'il recherche actuellement afin que vous puissiez recommander des produits associés. 🎜🎜Ce modèle peut être facilement modélisé dans Redis en utilisant la stratégie suivante : Chaque fois que l'utilisateur exécute une vue de page, vous appelez la commande suivante : 🎜

    MULTI
    RPUSH pagewviews.user:<userid> http://.....
    EXPIRE pagewviews.user:<userid> 60
    EXEC</userid></userid>

    🎜Si l'utilisateur est inactif pendant plus de 60 secondes, la clé sera supprimée et seule la différence sera enregistrée. Pages vues ultérieures en moins de 60 secondes. Ce mode est facilement modifié pour utiliser INCR au lieu d'une liste utilisant RPUSH. 🎜🎜1.5 Clé avec délai d'expiration🎜🎜Normalement, les clés Redis sont créées sans durée de vie associée. La clé persistera à moins que l'utilisateur ne la supprime explicitement (comme la commande DEL). Utilisez la commande EXPIRE pour associer un élément expiré à une clé donnée, mais cela entraînera une occupation de mémoire supplémentaire par la clé. Redis supprimera automatiquement les clés dont les ensembles ont expiré après une heure spécifiée pour garantir que les données n'expirent pas. La durée de vie critique peut être mise à jour ou complètement supprimée à l'aide des commandes EXPIRE et PERSIST (ou d'autres commandes strictes). 🎜🎜1.6 Précision d'expiration 🎜🎜Les délais d'expiration dans Redis 2.4 peuvent être imprécis, fluctuant entre 0 et 1 seconde. Depuis Redis 2.6, l'erreur d'expiration varie de 0 à 1 milliseconde. 🎜🎜1.7 Expiration et persistance🎜🎜 Stockez les clés des informations expirées sous forme d'horodatages Unix absolus. La méthode de stockage au niveau de la milliseconde convient à Redis version 2.6 et supérieure. Cela signifie que le temps s'écoule même lorsque l'instance Redis n'est pas active. Pour que l’expiration fonctionne bien, le temps de l’ordinateur doit être stabilisé. Si vous déplacez un fichier RDB depuis deux machines qui ont d'importantes désynchronisations dans leurs horloges, des choses intéressantes peuvent se produire (comme le chargement de toutes les clés obsolètes). Même lors de l'exécution d'une instance, l'horloge de l'ordinateur est toujours vérifiée. Par exemple, si vous définissez une clé sur 1 000 secondes, puis définissez l'heure de l'ordinateur sur 2 000 secondes dans le futur, la clé expirera immédiatement au lieu de durer 1 000 secondes. 🎜🎜2 Comment expirer les clés dans Redis🎜🎜Il existe deux façons d'expirer les clés : la manière passive - suppression paresseuse, la manière active - suppression régulière. 🎜🎜2.1 Suppression paresseuse🎜🎜Lorsque le client essaie d'accéder à la clé, la clé expirera passivement, c'est-à-dire que Redis vérifiera si la clé a un délai d'expiration défini, et si elle expire, elle sera supprimée et rien ne sera est revenu. Redis ne supprimera pas automatiquement la clé, mais lors de l'interrogation de la clé, Redis vérifiera paresseusement si elle a été supprimée. Ceci est similaire à l'initialisation retardée de Spring. 🎜

    当然，这是不够的，因为有过期的key，永远不会再访问。无论如何，这些key都应过期，因此请定期 Redis 在具有过期集的key之间随机测试几个key。已过期的所有key将从key空间中删除。

    2.2 定期删除

    具体来说，如下 Redis 每秒 10 次：

    1. 测试 20 个带有过期的随机键

    2. 删除找到的所有已过期key

    3. 如果超过 25% 的key已过期，从步骤 1 重新开始

    这是一个微不足道的概率算法，基本上假设我们的样本代表整个key空间，继续过期，直到可能过期的key百分比低于 25%。在任何特定时刻，已失效的最大键数等于每秒最大写入操作数除以4，这是由内存使用所决定的。

    2.3 在复制链路和 AOF 文件中处理过期的方式

    为了在不牺牲一致性的情况下获得正确行为，当key过期时，DEL 操作将同时在 AOF 文件中合成并获取所有附加的从节点。这样做的好处是能够将过时的处理过程集中在主节点中，避免出现一致性错误的可能性。

    但是，虽然连接到主节点的从节点不会独立过期key（但会等待来自master的 DEL），但它们仍将使用数据集中现有过期的完整状态，因此，当选择slave作为master时，它将能够独立过期key，完全充当master。

    由于您没有及时查找和删除大量过期key，这些过期key在Redis中堆积，导致内存严重耗尽

    因此还需有内存淘汰机制！

    3 内存淘汰

    3.1 内存淘汰策略

    

    noeviction（Redis默认策略）

    写请求无法继续服务 (DEL 请求除外)，但读请求可以继续进行。这样 可以保证不会丢失数据，但是会让线上的业务不能持续进行。

    • config.c

    createEnumConfig("maxmemory-policy", NULL, 
    	MODIFIABLE_CONFIG, maxmemory_policy_enum, 
    		server.maxmemory_policy, 
    			MAXMEMORY_NO_EVICTION, NULL, NULL),

    allkeys-random

    当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，随机移除某key。凭啥随机呢，至少也是把最近最少使用的key删除。

    allkeys-lru(Least Recently Used)

    当内存不足以容纳新写入数据时，在键空间中，移除最近最少使用的key，没有设置过期时间的 key 也会被淘汰。

    allkeys-lfu(Least Frequently Used)

    LRU的关键是看页面最后一次被使用到发生调度的时间长短，而LFU关键是看一定时间段内页面被使用的频率。

    volatile-lru

    优先淘汰最少使用的 key，其中包括设置了过期时间的 key。 没有设置过期时间的 key 不会被淘汰，这样可以保证需要持久化的数据不会突然丢失。与allkey-lru不同，这种策略仅淘汰过期的键集合。

    volatile-lfu

    volatile-random

    淘汰的 key 是过期 key 集合中随机的 key。

    volatile-ttl

    淘汰的策略不是 LRU，而是 key 的剩余寿命 ttl 的值，ttl 越小越优先被淘汰。

    volatile-xxx 策略只会针对带过期时间的 key 进行淘汰，allkeys-xxx 策略会对所有的 key 进行淘汰。

    • 如果你只是拿 Redis 做缓存，那应该使用 allkeys-xxx，客户端写缓存时不必携带过期时间。

    • 如果你还想同时使用 Redis 的持久化功能，那就使用 volatile-xxx 策略，这样可以保留没有设置过期时间的 key，它们是永久的 key 不会被 LRU 算法淘汰。

    3.2 手写LRU

    确实有时会问这个，因为有些候选人如果确实过五关斩六将，前面的问题都答的很好，那么其实让他写一下LRU算法，可以考察一下编码功底

    你可以现场手写最原始的LRU算法，那个代码量太大了，不太现实

    public class LRUCache<k> extends LinkedHashMap<k> {
        
    private final int CACHE_SIZE;
    
        // 这里就是传递进来最多能缓存多少数据
        public LRUCache(int cacheSize) {
        	//  true指linkedhashmap将元素按访问顺序排序
            super((int) Math.ceil(cacheSize / 0.75) + 1, 0.75f, true);
            CACHE_SIZE = cacheSize;
        }
    
        @Override
        protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry eldest) {
        	 // 当KV数据量大于指定缓存个数时，就自动删除最老数据
            return size() > CACHE_SIZE;
        }
    
    }</k></k>

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