Redis面试题分享二十七：Redis key 的过期时间和永久有效分别怎么设置？_redis键值对过期时间

Redis中有个设置时间过期的功能，即对存储在redis数据库中的值可以设置一个过期时间。作为一个缓存数据库，这是非常实用的。如我们一般项目中的token或者一些登录信息，尤其是短信验证码都是有时间限制的，按照传统的数据库处理方式，一般都是自己判断过期，这样无疑会严重影响项目性能。

一、有效时间设置

redis对存储值的过期处理实际上是针对该值的键（key）处理的，即时间的设置也是设置key的有效时间。Expires字典保存了所有键的过期时间，Expires也被称为过期字段。

四种处理策略

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

其实以上几种处理方式都是根据PEXPIREAT来实现的，设置生存时间的时候是redis内部计算好时间之后在内存处理的，最终的处理都会转向PEXPIREAT。

1、2两种方式是设置一个过期的时间段，就是咱们处理验证码最常用的策略，设置三分钟或五分钟后失效，把分钟数转换成秒或毫秒存储到redis中。

3、4两种方式是指定一个过期的时间 ，比如优惠券的过期时间是某年某月某日，只是单位不一样。

二、永久有效设置

为了避免内存过度消耗，Redis并不支持完全的永久有效，但我们可以设置一个非常大的过期时间，使得 Redis key 看上去永久有效。例如：

# 设置key为value，并设置过期时间为100年redis> SET key1 value1OKredis> EXPIRE key1 3153600000(integer) 1

这种设置的优点是可以保证 key 一直有效，避免因时间设置不当而导致的数据丢失。但是，需要注意的是，由于 Redis 中的 key 会消耗内存，大量设置永久有效的 key 会导致内存过度占用，从而造成 Redis 性能下降。

以上是 Redis key 的过期时间和永久有效的设置方法和示例，不同的业务场景需要根据实际需求来选择合适的设置方式。

三、过期键的判定

通过过期字典,程序可以用以下步骤检查一个给定键是否过期:

1）检查给定键是否存在于过期字典:如果存在，那么取得键的过期时间。

2）检查当前UNIX时间戳是否大于键的过期时间:如果是的话，那么键已经过期;否则的话，键未过期。

四、计算并返回键剩余生存时间

TTL命令以秒为单位返回键的剩余生存时间，而PTTL命令则以毫秒为单位返回键的剩余生存时间:

127.0.0.1:6379> expire key 1000

(integer) 1

127.0.0.1:6379> ttl key

(integer) 997

127.0.0.1:6379> pttl key

(integer) 993434

127.0.0.1:6379>

五、移除过期时间

使用PERSIST命令可以移除一个键的过期时间。

127.0.0.1:6379> set key value

OK

127.0.0.1:6379> expire key 1000

(integer) 1

127.0.0.1:6379> ttl key

(integer) 992

127.0.0.1:6379> persist key

(integer) 1

127.0.0.1:6379> ttl key

(integer) -1

127.0.0.1:6379>

PERSIST命令就是PEXPIREAT命令的反操作:PERSIST命令在过期字典中查找给定的键，并解除键和值（过期时间)在过期字典中的关联。

六、过期处理

过期键的处理就是把过期键删除，这里的操作主要是针对过期字段处理的。

Redis中有三种处理策略：定时删除、惰性删除和定期删除。

1. 定时删除：在设置键的过期时间的时候创建一个定时器，当过期时间到的时候立马执行删除操作。不过这种处理方式是即时的，不管这个时间内有多少过期键，不管服务器现在的运行状况，都会立马执行，所以对CPU不是很友好。
2. 惰性删除：惰性删除策略不会在键过期的时候立马删除，而是当外部指令获取这个键的时候才会主动删除。处理过程为：接收get执行、判断是否过期（这里按过期判断）、执行删除操作、返回nil（空）。
3. 定期删除：定期删除是设置一个时间间隔，每个时间段都会检测是否有过期键，如果有执行删除操作。这个概念应该很好理解。

看完上面三种策略后可以得出以下结论：

1）、3为主动删除，2为被动删除。

1是实时执行的，对CPU不是很友好，但是这在最大程度上释放了内存，所以这种方式算是一种内存优先优化策略。

2）、2为被动删除，所以过期键应该会存在一定的时间，这样就使得过期键不会被立马删除，仍然占用着内存。但是惰性删除的时候一般是单个删除，相对来说对CPU是友好的。

定期键这种删除策略是一种让人很蛋疼的策略，它既有避免1、2两种策略劣势的可能，也有同时发生1、2两种策略劣势的可能。如果定期删除执行的过于频繁就可能会演变成定时删除，如果执行的过少就有可能造成过多过期键未被删除而占用过多内存，如果时间的设置不是太好，既可能占用过多内存又同时对CPU产生不好的影响。所以。使用定期删除的时候一定要把握好这个删除的时间点。存在即为合理，既然开发的时候有这种策略，就说明定期删除还是有他的优势的，具体大家可以自己琢磨。

七、主从服务器删除过期键处理

参考书上说的有三种：RDB持久化、AOF持久化和复制功能。

RDB：

1. 主服务器模式运行在载入RDB文件时，程序会检查文件中的键，只会加载未过期的，过期的会被忽略，所以RDB模式下过期键不会对主服务器产生影响。

2. 从服务器运行载入RDB文件时，会载入所有键，包括过期和未过期。当主服务器进行数据同步的时候，从服务器的数据会被清空，所以RDB文件的过期键一般不会对从服务器产生影响。

AOF：

AOF文件不会受过期键的影响。如果有过期键未被删除，会执行以下动作：

客户端请求时（过期键）：

1.从数据库充删除被访问的过期键；

2.追加一条DEL 命令到AOF文件；

3.向执行请求的客户端回复nil（空）。

复制：

1.主服务器删除过期键之后，向从服务器发送一条DEL指令，告知删除该过期键。

2.从服务器接收到get指令的时候不会对过期键进行处理，只会当做未过期键一样返回。（为了保持主从服务器数据的一致性）

3.从服务器只有接到主服务器发送的DEL指令后才会删除过期键。

参考书籍：《Redis设计与实现》黄健宏著

八、补充知识

redis缓存数据需要指定缓存有效时间范围段的多个解决方案 Calendar+quartz