Redis 데이터 만료 전략에 대한 자세한 설명

이 글에서는 Redis의 만료 메커니즘을 간략하게 설명합니다. (권장: redis 동영상 튜토리얼)

설명하기 전에 먼저 질문을 던져보겠습니다. 우리는 서버가 Redis를 캐시로 사용하는 경우가 많다는 것을 알고 있습니다. 데이터는 모두 일시적으로 캐시되어 사용 후 오랫동안 다시 사용되지 않을 수 있습니다(예: 세션을 일시적으로 저장하거나 일일 시장 주식 데이터만 저장). 그러면

Redis가 재활용하고 정리할 것입니다. 사용하지 않는 데이터를 자체적으로 정리하나요?

그렇다면 어떻게 구성하나요?

그렇지 않다면, 데이터의 누적으로 인해 많은 저장 공간을 차지하지 않게 하려면 어떻게 해야 할까요?

저는 이전에 Redis에 대해 깊이있게 다루지 않았습니다. 최근 프로젝트에서 Redis에 저장된 일부 데이터를 삭제해야 하는 상황이 발생했습니다. 하지만 만족스럽지 못한 데이터를 필터링하고 삭제하는 데 주로 시간이 걸립니다. 이런 작업은 매일 해야 하는데, 이렇게 하면 작업량이 상대적으로 많아지고 매일 제 시간에 수동으로 정리해야 하는 것도 비현실적이라는 것을 알게 되었습니다. Redis에서 시간 만료를 설정하려면, 즉 Redis 데이터베이스에 저장된 값에 대한 시간 만료 기능을 설정할 수 있습니다.

캐시 데이터베이스로서 매우 실용적입니다. 이것이 이 문서에서 설명할 Redis 만료 메커니즘입니다. 실제로 이 메커니즘은 광범위한 시나리오에서 사용됩니다. 예를 들어 일반 프로젝트의 일부 로그인 정보, 특히 SMS 확인 코드는 시간 제한이 있거나 기존 데이터베이스를 따르는 경우 요청 수를 제한합니다. 처리 방법은 일반적으로 만료일을 스스로 판단하는 것이며 이는 의심할 여지 없이 프로젝트 성과에 심각한 영향을 미칠 것입니다.

1. 만료 시간 설정

Redis의 저장된 값 만료 처리는 실제로 값의 키를 처리합니다. 즉, 시간 설정은 키 설정의 유효 시간이기도 합니다. Expires 사전은 모든 키의 만료 시간을 저장하며 만료 필드라고도 합니다.

만료 키 시간(초)--가장 일반적으로 사용되는 방법입니다.

setex(문자열 키, 정수 초, 문자열 값)--문자열에 고유한 방법

참고:

1. 문자열 고유의 만료 시간 설정 방법의 경우 다른 방법에서는 만료 방법을 사용하여 시간을 설정해야 합니다

2. 시간이 설정되지 않으면 캐시는 만료되지 않습니다

3. 캐시는 만료되지 않습니다. 지속 키를 사용하세요

1. 일반적으로 사용되는 방법

에는 일반적으로 만료를 처리하는 네 가지 방법이 포함되며, 그 중 만료는 초 단위이고 pexpire는 밀리초 단위입니다.

EXPIRE key seconds　　//将key的生存时间设置为ttl秒
PEXPIRE key milliseconds　　//将key的生成时间设置为ttl毫秒
EXPIREAT key timestamp　　//将key的过期时间设置为timestamp所代表的的秒数的时间戳
PEXPIREAT key milliseconds-timestamp　　//将key的过期时间设置为timestamp所代表的的毫秒数的时间戳

참고: 타임스탬프는 유닉스 타임스탬프입니다(예: timestamp=1499788800은 2017년 7월 12일에 만료된다는 의미)

두 가지 방법 1과 2는 만료 기간을 설정하는 것으로, 이는 가장 일반적으로 사용되는 전략입니다. 인증 코드 처리를 위해 3분 또는 5분 후에 만료되도록 설정합니다. 분을 초 또는 밀리초로 변환하여 Redis에 저장합니다.

3번과 4번의 두 가지 방법은 만료 시간을 지정하는 것입니다. 예를 들어 쿠폰의 만료 시간은 특정 연도, 특정 월이지만 단위가 다릅니다.

EXIREAT를 예로 들어 사용법을 간략하게 설명하겠습니다.

반환 값

다음과 같이 1 또는 0의 정수 값:

키에 대해 시간 초과가 성공적으로 설정된 경우 1을 반환합니다.

키가 없거나 시간 초과를 설정할 수 없는 경우 0을 반환합니다

구문

아래는 Redis의 EXPIREAT 명령의 기본 구문을 기반으로 합니다.

redis 127.0.0.1:6379> Expireat KEY_NAME TIME_IN_UNIX_TIMESTAMP

Example

먼저 Redis: akey에서 키를 생성하고 akey에 일부 값을 설정합니다.

redis 127.0.0.1:6379> SET akey redis 
OK

이제 설정으로 생성된 키의 시간 제한을 60초로 설정하세요.

127.0.0.1:6379> SET akey redis
OK
127.0.0.1:6379> EXPIREAT akey 1393840000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS akey
(integer) 0
127.0.0.1:6379> SET akey redis
OK
127.0.0.1:6379> EXPIREAT akey 1493840000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS akey
(integer) 1

다른 세 가지 사용법은 유사하므로 여기서는 하나씩 설명하지 않습니다.

2. 고유한 문자열 방법

문자열에 대한 특수 처리 방법은 SETEX 명령으로 값과 만료 시간을 설정합니다. 지정된 키에 대해. 키가 이미 존재하는 경우 SETEX 명령은 이전 값을 대체합니다.

반환값

설정이 성공하면 OK를 반환합니다.

Syntax

Redis Setex 명령의 기본 구문은 다음과 같습니다.

redis 127.0.0.1:6379> SETEX KEY_NAME TIMEOUT VALUE

Example

redis 127.0.0.1:6379> SETEX mykey 60 redis
OK
redis 127.0.0.1:6379> TTL mykey
60
redis 127.0.0.1:6379> GET mykey
"redis

II. 3 만료 전략

예약 삭제

의미: 키의 만료 시간을 설정하는 동안, 키에 대한 새 키 생성 키의 만료 시간이 오면 타이머가 키를 삭제할 수 있도록 하는 타이머

장점: 가능한 한 빨리 메모리가 해제되도록 보장

단점:

만료된 키가 많은 경우 키를 삭제하면 CPU 시간이 많이 소요됩니다. CPU 시간이 부족하면 CPU가 중요한 작업을 수행하는 데 시간을 사용할 수 없습니다. 만료 시간이 설정된 각 키에 대해 타이머를 생성하면(생성되는 타이머의 수가 많음) 성능에 심각한 영향을 미칩니다

아무도 사용하지 않습니다

지연 삭제

의미: Do 만료된 키를 삭제하지 말고, 데이터베이스에서 키를 가져올 때마다 만료되었는지 확인하고, 만료된 경우 삭제하고 null을 반환하세요.

优点：删除操作只发生在从数据库取出key的时候发生，而且只删除当前key，所以对CPU时间的占用是比较少的，而且此时的删除是已经到了非做不可的地步（如果此时还不删除的话，我们就会获取到了已经过期的key了）

缺点：若大量的key在超出超时时间后，很久一段时间内，都没有被获取过，那么可能发生内存泄露（无用的垃圾占用了大量的内存）

定期删除

含义：每隔一段时间执行一次删除(在redis.conf配置文件设置hz，1s刷新的频率)过期key操作

优点：

通过限制删除操作的时长和频率，来减少删除操作对CPU时间的占用--处理"定时删除"的缺点

定期删除过期key--处理"惰性删除"的缺点

缺点

在内存友好方面，不如"定时删除"

在CPU时间友好方面，不如"惰性删除"

难点

合理设置删除操作的执行时长（每次删除执行多长时间）和执行频率（每隔多长时间做一次删除）（这个要根据服务器运行情况来定了）

看完上面三种策略后可以得出以下结论： 

定时删除和定期删除为主动删除：Redis会定期主动淘汰一批已过去的key

惰性删除为被动删除：用到的时候才会去检验key是不是已过期，过期就删除

惰性删除为redis服务器内置策略

定期删除可以通过：

第一、配置redis.conf 的hz选项，默认为10 （即1秒执行10次，100ms一次，值越大说明刷新频率越快，最Redis性能损耗也越大） 

第二、配置redis.conf的maxmemory最大值，当已用内存超过maxmemory限定时，就会触发主动清理策略

 注意：

上边所说的数据库指的是内存数据库，默认情况下每一台redis服务器有16个数据库（关于数据库的设置，看下边代码），默认使用0号数据库，所有的操作都是对0号数据库的操作，关于redis数据库的存储结构，查看 第八章 Redis数据库结构与读写原理

# 设置数据库数量。默认为16个库，默认使用DB 0，可以使用"select 1"来选择一号数据库
# 注意：由于默认使用0号数据库，那么我们所做的所有的缓存操作都存在0号数据库上，
# 当你在1号数据库上去查找的时候，就查不到之前set过得缓存
# 若想将0号数据库上的缓存移动到1号数据库，可以使用"move key 1"
databases 16

memcached只是用了惰性删除，而Redis同时使用了惰性删除与定期删除，这也是二者的一个不同点（可以看做是redis优于memcached的一点）

对于惰性删除而言，并不是只有获取key的时候才会检查key是否过期，在某些设置key的方法上也会检查（eg.setnx key2 value2：该方法类似于memcached的add方法，如果设置的key2已经存在，那么该方法返回false，什么都不做；如果设置的key2不存在，那么该方法设置缓存key2-value2。

假设调用此方法的时候，发现redis中已经存在了key2，但是该key2已经过期了，如果此时不执行删除操作的话，setnx方法将会直接返回false，也就是说此时并没有重新设置key2-value2成功，所以对于一定要在setnx执行之前，对key2进行过期检查）

三、Redis采用的过期策略

惰性删除+定期删除

惰性删除流程

在进行get或setnx等操作时，先检查key是否过期，

若过期，删除key，然后执行相应操作；

若没过期，直接执行相应操作

定期删除流程（简单而言，对指定个数个库的每一个库随机删除小于等于指定个数个过期key）

遍历每个数据库（就是redis.conf中配置的"database"数量，默认为16）

检查当前库中的指定个数个key（默认是每个库检查20个key，注意相当于该循环执行20次，循环体时下边的描述）

如果当前库中没有一个key设置了过期时间，直接执行下一个库的遍历

随机获取一个设置了过期时间的key，检查该key是否过期，如果过期，删除key

判断定期删除操作是否已经达到指定时长，若已经达到，直接退出定期删除。

四、RDB对过期key的处理

过期key对RDB没有任何影响

从内存数据库持久化数据到RDB文件

持久化key之前，会检查是否过期，过期的key不进入RDB文件

从RDB文件恢复数据到内存数据库

数据载入数据库之前，会对key先进行过期检查，如果过期，不导入数据库（主库情况）

五、AOF对过期key的处理

过期key对AOF没有任何影响

从内存数据库持久化数据到AOF文件：

当key过期后，还没有被删除，此时进行执行持久化操作（该key是不会进入aof文件的，因为没有发生修改命令）

当key过期后，在发生删除操作时，程序会向aof文件追加一条del命令（在将来的以aof文件恢复数据的时候该过期的键就会被删掉）

AOF重写

재작성 시 키가 만료되었는지 먼저 확인합니다. 만료된 키는 aof 파일에 재작성되지 않습니다.

더 많은 Redis 지식을 보려면 redis 데이터베이스 튜토리얼 열을 참고하세요.

위 내용은 Redis 데이터 만료 전략에 대한 자세한 설명의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!