Redis 键过期

引言

Redis 是一个备受推崇的存储内存信息存储，可用作通信代理、数据库和缓存。 为键设置到期日期并在一定时间后允许立即删除是其主要目的之一。 对于缓存等用例（数据应仅暂时保留），此功能至关重要。 它有效地处理键的过期。 检查过期键有两种主要方法：一种是主动方法，它在后台定期检查过期键，另一种是被动方法，它在访问时验证键。

这种过期技术有利于控制内存消耗，并确保从数据库中删除多余或过时的材料。 开发人员可以通过利用 Redis 键过期来减少内存膨胀、简化其应用程序并提高性能。

Redis 中的生存时间

控制数据库的键过期是一项基本功能。 Redis 通过自动删除具有 TTL 定义的键来优化内存利用率并保证数据的相关性。 倒计时在创建键或设置 TTL 后立即开始，其值以秒为单位表示。 如有必要，您可以更改或删除 TTL。 通过利用它，开发人员可以应用缓存方法、会话管理等，Redis 成为处理临时数据的有效解决方案。

在 Redis 中设置过期时间

EXPIRE

在 Redis 中，有 `EXPIRE` 命令，您应该设置一个键无法访问的特定时间，然后该键将被丢弃。 此功能对于清除传递的数据、删除过时的数据、释放内存、释放 Redis 的内存以及提高 Redis 的性能非常重要。

PEXPIRE

这是一个以毫秒为单位的时间作为特定键的过期时间的命令。 它使特定的过期时间可以设置为缓存数据，这反过来又改善了允许的资源期限。 使用 PEXPIRE，Redis 支持键过期的概念，这允许在定义的时长后自动删除键，从而确保应用程序的性能得到提高。

EXPIREAT

它也在 Redis 中使用，用于提供键必须保持有效的时间；使用的格式是 UNIX 时间戳。 这样可以确保该键将在约定的时间和地点被删除。 它有利于数据生命周期管理，尤其是在缓存和会话管理中。

PEXPIREAT

它是一个 Redis 函数，其中键在给定的 Unix 时间戳 +（毫秒时间）之后被清除。 它用于定义必须从 Redis 数据库中逐出键以释放内存的情况。 此命令非常有用，尤其是在考虑时间以执行命令的情况下。

SETEX

它是一个 Redis 命令，用于设置带有其值及其生存时间的键。 它合并了 `SET` 和 `EXPIRE` 命令的属性，其中该键在设置特定时间后有责任被删除。 它可用于缓存和有效处理临时数据或即将被删除的数据。

PSETEX

它是一个 Redis 命令，用于设置一个键及其过期时间，该时间以毫秒为单位给出。 它同时执行 `SET` 和 `PEXPIRE` 的工作，但没有后者在时间基础上安排过期的功能。 调用时，它会保存该值，并确保该键在一段时间后过期，从而使 Redis 能够胜任有时限的数据。

过期策略

• 惰性过期： 这是一种在预定的过期时间到达 TTL（生存时间）后延迟删除键的方法。 相反，Redis 仅在访问键时验证 TTL。 如果在键的 TTL 过去后访问该键，则 Redis 将删除该键并返回一个空值。 这种方法在存在大量键的情况下有效，因为它降低了与定期监控和删除过期键相关的开销。 但是，由于清理仅在访问时而不是在过期时自动发生，因此有时可能会导致清除过期数据出现延迟。
• 主动过期： 它是一种通过摆脱旧信息来有效管理内存的技术。 与被动过期（Redis 在访问时扫描键）相反，主动过期通过定期扫描和销毁已超出其生存时间 (TTL) 的键来运行，然后再访问它们。 这种方法可以防止陈旧数据的积累，并有助于维持最佳的内存使用率。 Redis 有两种不同的主动过期方法：一种是根据内存压力修改采样率的自适应技术，另一种是随机采样一定数量的键以进行过期的固定速率方法。 主动过期保证了内存效率和性能之间的平衡。

Redis 键过期的用例

缓存

缓存是 Redis 键过期最常见的用途之一。 数据通常在缓存方案中与 TTL 一起保存在 Redis 中。 TTL 到期后，将删除缓存记录，并且对数据源的新查询会刷新缓存。 使用这种方法可确保缓存始终具有最新的信息。

会话管理

网站通常使用 Redis 来保存会话数据。 通过对会话键建立时间限制，您可以保证连接在设定空闲时间后立即取消。 这对于安全且可扩展的用户会话管理特别有用。

速率限制

也可以使用 Redis 键过期来应用它。 例如，您可以使用 Redis 键监视用户在给定时间内进行的查询数量。 您可以通过在密钥上设置过期时间来强制实施速率限制，方法是在时间限制过去时重置计数。

基于时间的事件

您可能希望使用计时器在特定情况下触发操作。 例如，您可能希望在设定时间段后发送电子邮件或进行一些清理。 您可以将这些操作安排为在 Redis 键过期时发生，方法是在键上设置过期时间并使用 Redis Pub/Sub 或类似技术。

使用它的最佳做法

避免一次设置太多键过期

如果许多键同时设置为过期，由于涉及管理所有这些过期的额外工作，Redis 速度可能会受到影响。 为了防止 CPU 利用率突然增加，最好将过期日期分开或将负载分散在一段时间内。

谨慎使用 PERSIST

在消除过期时间时，PERSIST 命令可能有所帮助，但应谨慎使用。 如果键的 TTL 在其过期之前被删除，则可能会导致意外问题，例如内存膨胀或陈旧数据保留在缓存中。

监控与过期相关的指标

应密切观察有关键过期的指标，例如过期键的数量、内存利用率和 CPU 负载。 通过监控这些数据，您可以及早发现任何问题并在其影响您的应用程序之前解决它们。

考虑使用 Redis 集群

在使用大型数据集和高流量时，考虑利用 Redis 集群，以将负担分散到多个节点上。 Redis 集群支持水平扩展，即使在高负载下也能确保有效处理键过期。

Redis 键过期的潜在缺陷

由于惰性过期导致的内存膨胀

如前所述，如果许多键在没有被使用的情况下过期，则惰性过期可能会导致内存膨胀。 在内存有限的情况下，这可能导致您的 Redis 实例使用比应有的更多的内存。

不一致的过期时间

如果分布式系统中的系统时钟不同步，则在多个 Redis 实例上建立键的过期时间可能会导致不一致的过期时间。 如果键在不同的时间在不同的节点上过期，则可能会导致意外行为。

过期键访问

如果您的应用程序逻辑依赖于访问过期键，则您可能会遇到问题。 例如，在过期并立即访问的键将返回 nil。 如果应用程序代码不能有效地处理此问题，则可能会导致无法预料的结果。

结论

通过设置键的过期时间，它可以优化内存利用率并保持性能效率，从而自动删除陈旧或过时的数据。 此功能在缓存、会话管理和实时分析等情况下特别有用，其中数据的相关性对时间敏感。 当设置键的过期时间时，它会自动计划删除该键，这可以通过被动或主动的过期技术来管理。 当访问键的过期时间后，Redis 使用被动过期将其删除。 相反，主动过期需要 Redis 定期检测和丢弃过期键。

为了防止可能出现的危害，例如过早的数据丢失或频繁过期检查带来的额外开销，实现键过期需要仔细评估过期方法。 为了保持一致性和可靠性，控制与键过期相关的应用程序逻辑也至关重要。 它是有效管理数据的有效工具，有助于提高性能和内存使用率。 开发人员可以通过熟练地利用此功能来保证其应用程序保持响应能力和可伸缩性，同时管理波动的数据需求。