每日八股Redis篇四持久化下
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【每日八股】Redis篇（四）：持久化（下）
Redis 过期机制？
Redis 的过期机制通过 惰性删除 + 定期删除 组合策略实现，同时结合持久化、主从复制等机制处理数据一致性。
过期键删除策略
定时删除
- 触发条件：在设置 key 的过期时间时，创建一个定时事件，当时间到达时，由事件处理器执行 key 的删除操作。
- 优点：内存可以被尽快释放，因此定时删除对内存最友好。
- 缺点：定时删除对 CPU 不友好，删除过期 key 会占用相当一部分 CPU 时间，CPU 紧张时如果将 CPU 用于删除和当前无关的过期键，会对服务器的响应时间和吞吐量产生影响。
惰性删除
- 触发条件：访问键时触发检查。
- 行为：如果键过期，直接删除并返回空值。
- 优点：CPU 友好，仅实际访问时消耗资源。
- 缺点：可能导致内存泄露（过期但长期不被访问的键无法释放）。
定期删除
- 触发条件：Redis 定期扫描过期字典。
- 行为：随机选取
N个过期的键。删除其中已过期的键，若过期键比例超过25%，则重复该过程。 - 优点：平衡内存和 CPU 资源。
Redis 采用惰性删除 + 定期删除两种策略配合使用 ：平衡 CPU 的合理使用并避免内存浪费。具体来说，Redis 在访问或修改 key 之前，会调用 expireIfNeeded 函数检查 key 是否过期：
- 如果 key 过期，删除 key，返回 null 给客户端；
- 如果没有过期，不做任何处理，返回正常的 value。
此外，Redis 在定期删除时，从过期字典中随机抽取
N
（比如
20
）个key，检查这些 key 是否过期，并删除其中已经过期的 key。如果已经过期的 key 在这
N
个 key 中的数量大于 25%，则重复上述步骤直到比重小于 25%。
持久化与过期键
RDB 持久化
- 生成 RDB：过期键不会被保存到 RDB 文件中。
- 加载 RDB：主服务器会忽略过期键，从服务器保留过期键（依赖主从同步删除）。
AOF 持久化
- 写入 AOF：键过期后执行 DEL 命令时，AOF 文件追加
DEL记录。 - AOF 重写：重写时检查键是否过期，过期键不写入新的 AOF。
主从复制与过期键
从服务器不主动删除过期键
：而是依赖主服务器同步
DEL
命令。
主服务器删除逻辑
：主服务器删除过期键后，向从服务器发送
DEL
命令。从服务器读到过期键，返回空值（但不会主动删除）。
Redis 的内存淘汰策略？
不淘汰策略（默认策略）
当运行内存超过最大内存设置时，不进行数据淘汰，此时拒绝写入操作，但是可以进行查询和删除操作。
淘汰有过期时间的数据
在设置了过期时间的数据当中进行淘汰：
- volatile-random：随机淘汰设置了过期时间的任意键值；
- volatile-ttl：优先淘汰更早过期的键值；
- volatile-lru：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最久未使用的键值；
- volatile-lfu：淘汰所有设置了过期时间的键值中，最少使用的键值；
淘汰所有数据
- allkeys-random：随机淘汰任意键值；
- allkeys-lru：淘汰整个键值中最久未使用的键值；
- allkeys-lfu：淘汰整个键值中最少使用的键值；
Redis 持久化时对过期键会如何处理？
RDB
生成 RDB 文件时 ：
- 已过期的键不会写入 RDB 文件；
- 仍在有效期内的键会保留过期时间信息；
加载 RDB 文件时 ：
- 主节点：加载时会检查键的过期时间， 自动过滤已过期的键 ；
- 从节点：会完整加载所有的键（包含已过期的），依赖主节点同步 DEL 命令来删除。
AOF
AOF 写入时 ：
- 当键过期被删除时，会追加一条 DEL 命令到 AOF 文件 ；
- 通过
redis.conf的appendfsync配置控制同步策略；
AOF 重写时 ：
- 重写过程会检查键的过期时间，已过期的键不会写入新的 AOF；
主从模式特殊处理
- 从节点不会主动删除过期键，依赖主节点的 DEL 命令同步；
- 读取从节点时可能返回逻辑上已经过期的数据。
关键注意事项 ：
- 内存中已过期但未被删除的键会被持久化保留；
- 持久化文件中的过期时间使用绝对时间戳存储；
- 混合持久化模式同时遵循上述 RDB 和 AOF 的处理规则。
Redis 主从模式中，对过期键会如何处理？
从库不会进行过期扫描， 即使从库中的 key 过期了，如果有客户端访问从库时，依然可以得到 key 对应的值 。从库的过期键处理依靠主服务器控制，主库在 key 到期时，会在 AOF 文件里增加一条 del 指令，同步到所有的从库，从库通过执行这条 del 指令来删除过期的 key。