Redis在不同版本中處理過(guò)期鍵的機(jī)制總體一致，主要包含以下三種策略：惰性刪除、定期刪除 和 內(nèi)存淘汰策略。以下是Redis處理過(guò)期鍵的詳細(xì)介紹及各版本的相關(guān)變化：

1. 基本機(jī)制

Redis的鍵過(guò)期時(shí)間處理方式包含以下兩種主要策略：

（1）惰性刪除（Lazy Deletion）

• 機(jī)制：僅在嘗試訪問(wèn)一個(gè)鍵時(shí)，Redis會(huì)檢查其是否過(guò)期。如果過(guò)期，則在訪問(wèn)時(shí)刪除鍵。
• 優(yōu)點(diǎn)：不需要額外的后臺(tái)資源，節(jié)省CPU開(kāi)銷。
• 缺點(diǎn)：如果某些過(guò)期鍵長(zhǎng)時(shí)間不被訪問(wèn)，它們會(huì)一直占用內(nèi)存。

（2）定期刪除（Periodic Deletion）

• 機(jī)制：Redis會(huì)周期性地隨機(jī)檢查一部分設(shè)置了過(guò)期時(shí)間的鍵，如果發(fā)現(xiàn)過(guò)期鍵，則刪除它們。
• 頻率：由 hz 參數(shù)控制，默認(rèn)每秒執(zhí)行10次。每次操作中，Redis會(huì)從過(guò)期字典中抽樣一定數(shù)量的鍵進(jìn)行檢查和刪除。
• 優(yōu)點(diǎn)：保證大部分過(guò)期鍵能夠及時(shí)被刪除。
• 缺點(diǎn)：如果過(guò)期鍵數(shù)量巨大，可能會(huì)造成刪除不及時(shí)，增加內(nèi)存壓力。

（3）內(nèi)存淘汰策略

• 觸發(fā)條件：當(dāng)內(nèi)存使用量達(dá)到 maxmemory 設(shè)置的上限，Redis會(huì)根據(jù)配置的淘汰策略（如LRU、LFU等）刪除一部分鍵，包括未設(shè)置過(guò)期時(shí)間的鍵。
• 作用：防止因過(guò)多未刪除的過(guò)期鍵導(dǎo)致內(nèi)存溢出。

2. Redis各版本的處理機(jī)制和優(yōu)化

Redis 2.x

• 實(shí)現(xiàn)了基本的過(guò)期機(jī)制，包括惰性刪除和定期刪除。
• 定期刪除頻率較低，可能導(dǎo)致某些過(guò)期鍵未及時(shí)刪除。

Redis 3.x

• 改進(jìn)定期刪除邏輯：優(yōu)化了定期刪除的采樣和迭代策略，提升了過(guò)期鍵的清理效率。
• 增強(qiáng)內(nèi)存淘汰策略：引入了 volatile-lfu 和 allkeys-lfu 策略，使得鍵的訪問(wèn)頻率成為淘汰的重要依據(jù)。

Redis 4.x

• 改進(jìn)定期刪除算法：定期刪除更加智能，抽樣和逐步刪除的策略更高效，減少了對(duì)CPU的突發(fā)壓力。
• 引入內(nèi)存診斷工具：提供命令幫助用戶檢測(cè)內(nèi)存中的過(guò)期鍵比例和內(nèi)存占用情況（如 INFO 命令中的 expired_keys 和 evicted_keys）。

Redis 5.x

• 引入異步刪除：對(duì)一些大對(duì)象（如大型哈希表或集合）采用異步刪除策略，以避免主線程因刪除操作被阻塞。
• 改進(jìn)后臺(tái)清理線程：后臺(tái)任務(wù)的定期清理更加智能，能根據(jù)實(shí)例負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整清理頻率。

Redis 6.x

• 增強(qiáng)多線程支持：在開(kāi)啟多線程的模式下（針對(duì)I/O操作），過(guò)期鍵的清理速度進(jìn)一步提高。
• 改進(jìn)淘汰機(jī)制：優(yōu)化內(nèi)存淘汰策略的性能，減少在高并發(fā)場(chǎng)景下可能的延遲。

Redis 7.x

• 支持細(xì)粒度的過(guò)期時(shí)間（毫秒級(jí)）：允許鍵以毫秒為單位設(shè)置過(guò)期時(shí)間，提升時(shí)間精度。
• 加強(qiáng)過(guò)期鍵的統(tǒng)計(jì)：提供了更多關(guān)于過(guò)期鍵的統(tǒng)計(jì)信息和指標(biāo)。
• 引入動(dòng)態(tài)配置機(jī)制：用戶可以動(dòng)態(tài)調(diào)整 hz 參數(shù)、maxmemory 策略等，無(wú)需重啟Redis實(shí)例。

3. 參數(shù)相關(guān)配置

以下是與過(guò)期鍵相關(guān)的重要參數(shù)：

• hz：控制定期任務(wù)（包括過(guò)期鍵檢查）的執(zhí)行頻率，默認(rèn)10。
• maxmemory-policy：設(shè)置內(nèi)存淘汰策略，包括：
• volatile-lru：在所有帶有過(guò)期時(shí)間的key中使用LRU算法淘汰數(shù)據(jù)。
• allkeys-lru：在所有的key中使用LRU算法淘汰數(shù)據(jù)。
• volatile-ttl：在所有帶有過(guò)期時(shí)間的key中，優(yōu)先淘汰TTL（Time To Live）最短的數(shù)據(jù)。
• allkeys-random：在所有帶有過(guò)期時(shí)間的key中隨機(jī)淘汰數(shù)據(jù)。
• volatile-random：在所有的key中隨機(jī)淘汰數(shù)據(jù)。
• noeviction：不淘汰任何數(shù)據(jù)，在內(nèi)存不足時(shí)直接返回錯(cuò)誤。
• maxmemory：設(shè)置Redis實(shí)例允許使用的最大內(nèi)存。

4. 性能優(yōu)化建議

• 合理設(shè)置過(guò)期時(shí)間：避免大量鍵同時(shí)過(guò)期，導(dǎo)致CPU負(fù)載激增。
• 調(diào)整 hz 參數(shù)：提高定期刪除頻率，適當(dāng)加速過(guò)期鍵清理。
• 使用異步刪除：對(duì)于大對(duì)象，采用異步刪除以降低主線程阻塞風(fēng)險(xiǎn)。
• 優(yōu)化內(nèi)存淘汰策略：根據(jù)業(yè)務(wù)需求選擇合適的淘汰策略，防止內(nèi)存不足導(dǎo)致實(shí)例不可用。

通過(guò)這些機(jī)制和優(yōu)化策略，Redis能夠高效地管理過(guò)期鍵并減少對(duì)性能的影響。