redis 設置生存和過期時間的原理分析

在瞭解原理前 先來看使用方法

通過EXPIRE命令或者PEXPIRE命令,客戶端可以以秒或者毫秒精度為數據庫中的某個鍵設置生存時間,在經過指定的秒數或者毫秒數之後,服務器就會自動刪除生存時間為0的鍵。

SETEX命令可以在設置一個字符串鍵的同時為鍵設置過期時間(隻能用於字符串鍵)

與EXPIRE命令和PEXPIRE命令類似,客戶端可以通過EXPIREAT命令或PEXPIREAT命令,以秒或者毫秒精度給數據庫中的某個鍵設置過期時間

過期時間是一個UNIX時間戳,當鍵的過期時間來臨時,服務器就會自動從數據庫中刪除這個鍵

TTL命令和PTTL命令接受一個帶有生存時間或者過期時間的鍵,返回這個鍵的剩餘生存時間,也就是,返回距離這個鍵被服務器自動刪除還有多長時間

Redis有四個不同的命令可以用於設置鍵的生存時間(鍵可以存在多久)或過期時間(鍵什麼時候會被刪除):

  • EXPIRE<key><ttl>命令用於將鍵key的生存時間設置為ttl秒。
  • PEXPIRE<key><ttl>命令用於將鍵key的生存時間設置為ttl毫秒。
  • EXPIREAT<key><timestamp>命令用於將鍵key的過期時間設置為timestamp所指定的秒數時間戳。
  • PEXPIREAT<key><timestamp>命令用於將鍵key的過期時間設置為timestamp所指定的毫秒數時間戳。

原理

雖然有多種不同單位和不同形式的設置命令,但實際上EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三個命令都是使用PEXPIREAT命令來實現的:

無論客戶端執行的是以上四個命令中的哪一個,經過轉換之後,最終的執行效果都和執行PEXPIREAT命令一樣。

redisDb結構的expires字典保存瞭數據庫中所有鍵的過期時間,我們稱這個字典為過期字典

過期字典的鍵是一個指針,這個指針指向鍵空間中的某個鍵對象(也即是某個數據庫鍵)。

過期字典的值是一個long long類型的整數,這個整數保存瞭鍵所指向的數據庫鍵的過期時間——一個毫秒精度的UNIX時間戳。

下圖展示瞭一個帶有過期字典的數據庫例子,在這個例子中,鍵空間保存瞭數據庫中的所有鍵值對,而過期字典則保存瞭數據庫鍵的過期時間。

為瞭展示方便,圖中的鍵空間和過期字典中重復出現瞭兩次alphabet鍵對象和book鍵對象。在實際中,鍵空間的鍵和過期字典的鍵都指向同一個鍵對象,所以不會出現任何重復對象,也不會浪費任何空間。

圖中的過期字典保存瞭兩個鍵值對:

第一個鍵值對的鍵為alphabet鍵對象,值為1385877600000,這表示數據庫鍵alphabet的過期時間為1385877600000(2013年12月1日零時)。

第二個鍵值對的鍵為book鍵對象,值為1388556000000,這表示數據庫鍵book的過期時間為1388556000000(2014年1月1日零時)。當客戶端執行PEXPIREAT命令(或者其他三個會轉換成PEXPIREAT命令的命令)為一個數據庫鍵設置過期時間時,服務器會在數據庫的過期字典中關聯給定的數據庫鍵和過期時間。

在服務器執行以下命令之後

過期字典將新增一個鍵值對,其中鍵為message鍵對象,而值則為1391234400000(2014年2月1日零時),如圖

以下是PEXPIREAT命令的偽代碼定義

PERSIST命令可以移除一個鍵的過期時間

PERSIST命令就是PEXPIREAT命令的反操作:PERSIST命令在過期字典中查找給定的鍵,並解除鍵和值(過期時間)在過期字典中的關聯。

過期鍵的判定

通過過期字典,程序可以用以下步驟檢查一個給定鍵是否過期:

1)檢查給定鍵是否存在於過期字典:如果存在,那麼取得鍵的過期時間。

2)檢查當前UNIX時間戳是否大於鍵的過期時間:如果是的話,那麼鍵已經過期;否則的話,鍵未過期。可以用偽代碼來描述這一過程:

對於一個過期時間為1385877600000(2013年12月1日零時)的鍵alphabet來說:

如果當前時間為1383282000000(2013年11月1日零時),那麼調用is_expired(alphabet)將返回False,因為當前時間小於alphabet鍵的過期時間。

另一方面,如果當前時間為1385964000000(2013年12月2日零時),那麼調用is_expired(alphabet)將返回True,因為當前時間大於alphabet鍵的過期時間。

Redis的過期鍵刪除策略原理

https://www.jb51.net/article/260852.htm

以上為個人經驗,希望能給大傢一個參考,也希望大傢多多支持WalkonNet。

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