三種不同的刪除策略:
- 定時刪除:在設置鍵的過期時間的同時,創(chuàng)建一個定時器,讓定時器在鍵的過期時間來臨時,立即執(zhí)行對鍵的刪除操作。
- 惰性刪除:放任鍵過期不管,但是每次從鍵空間中獲取鍵時,都檢查取得的鍵是否過期,如果過期的話,就刪除該鍵;否則如果沒有過期,就返回該鍵。
- 定時刪除:每隔一段時間,程序就對數據庫(db)進行一次檢查,刪除里面的過期鍵。至于要刪除多少過期鍵,以及要檢查多少個數據庫,則由算法決定。
在這三種策略中,第一種和第三種為主動刪除策略,而第二種則為被動刪除策略。
定時刪除
定時刪除策略對內存是最友好的:通過使用定時器,定時刪除策略可以保證過期鍵會盡可能快地被刪除,并釋放過期鍵所占用的內存。
另一方面,定時刪除策略的缺點是,它對CPU時間是最不友好的:在過期鍵比較多的情況看下,刪除過期鍵這一行為可能會占用相當一部分CPU時間,在內存不緊張但是CPU時間非常緊張的情況下,將CPU時間用在刪除和當前無關的過期鍵上,無疑會對服務器的響應時間和吞吐量造成影響。
例如,如果正有大量的命令請求在等待服務器處理,并且服務器當前不缺少內存,那么服務器應該優(yōu)先將CPU時間用在處理客戶端的命令請求上面,而不是用在刪除過期鍵上面。
除此之外,創(chuàng)建一個定時器需要用到redis服務器中的時間事件,而當前時間事件的實現方式-無序鏈表,查找一個事件的時間復雜度為O(N),并不能高效地處理大量時間事件。
因此,要讓服務器創(chuàng)建大量的定時器,從而實現定時刪除策略,在現階段來說并不現實。
惰性刪除
惰性刪除策略對CPU時間來說是最友好的:程序只會在取出鍵時才對鍵進行過期檢查,這可以保證刪除過期鍵的操作只會在非做不可的情況下進行,這個策略不會在刪除其他無關的過期鍵上花費任何CPU時間。
惰性刪除策略的缺點是,它對內存是最不友好的:如果一個鍵已經過期,而這個鍵又仍然保留在數據庫中,那么只要這個過期鍵不被刪除,它所占用的內存就不會釋放。
在使用惰性刪除策略時,如果數據庫中有非常多的過期鍵,而這些過期鍵又恰好沒有被訪問到的話,那么它們也許永遠也不會被刪除(除非用戶手動執(zhí)行FLUSHDB),我們甚至可以將這種情況看做是一種內存泄漏-無用的垃圾數據占用了大量的內存,而服務器卻不會自己去釋放它們,這對于運行狀態(tài)非常依賴于內存的Redis服務器來說,肯定不是一個好消息。
舉個例子,對于一些和時間有關的數據,比如日志(log),在某個時間點之后,對它們的訪問就會大大減少,甚至不再訪問,如果這類過期數據大量地積壓在數據庫中,用戶以為服務器已經自動將它們刪除了,但實際上這些鍵仍然存在,而且鍵所占用的內存也沒有釋放,那么所造成的后果肯定是非常嚴重的。
定期刪除
定期刪除策略是前兩種策略的一種整合和折中:
- 定期刪除策略每隔一段時間執(zhí)行一次刪除過期鍵操作,并通過限制刪除操作的執(zhí)行時長和頻率來減少刪除操作對CPU時間的影響。
- 除此之外,通過定時刪除過期鍵,定期刪除策略有效的減少了因為過期鍵而帶來的內存浪費。
定時刪除策略的難點是確定刪除操作執(zhí)行的時長和頻率:
- 如果刪除操作執(zhí)行的太頻繁,或者執(zhí)行的時間太長,定期刪除策略就會退化為定時刪除策略,以至于將CPU時間過多地消息在刪除過期鍵上面。
- 如果刪除操作執(zhí)行的太少,或者執(zhí)行時間太短,定期刪除策略又會和惰性刪除策略一樣,出現浪費內存的情況。
因此,如果采用定期刪除的話,服務器必須根據情況,合理地設置刪除操作的執(zhí)行時長和執(zhí)行頻率。
Redis的過期鍵刪除策略
Redis服務器實際使用的是惰性刪除和定期刪除兩種策略:通過配合使用這兩種刪除策略,服務器就可以很好地合理使用CPU時間和避免浪費內存空間之間取得平衡。