Redis里过期数据怎么处理才快又稳，聊聊那些策略和细节

Redis里的数据过期，就像我们家里的食品一样，放久了会变质，需要及时清理掉，不然会占用空间甚至引发问题，但清理的时机和方法很有讲究，弄不好要么是垃圾堆积如山（内存满了），要么是打扫卫生时把客人都赶跑了（影响正常服务），Redis为了平衡效率和稳定性,用了好几招组合拳。

第一招：被动过期——等你自己坏掉

这是最基本的方式，简单说就是，当客户端尝试访问一个键的时候，Redis才会顺带检查一下这个键是否已经过期，如果过期了，就立刻删除它,然后返回一个空值给客户端。

（根据Redis官方文档）这种方式的好处是超级省心省力，如果没人碰这个过期键，Redis就不会主动去管它，节省了CPU时间，这就像厨房里的调料，你只有做菜时去拿，才发现某瓶酱油已经过期了，然后扔掉，如果你一直不做那道菜,那瓶过期酱油就会一直放着。

但它的缺点也很明显：太被动了，如果有一大批键同时过期，但之后很长一段时间都没有被访问到，那么它们就会成为“僵尸键”，一直占用着宝贵的内存空间，直到有一天内存被塞满,引发更严重的问题。

第二招：主动过期——定期来个大扫除

光靠被动检查肯定不够，Redis还得主动出击，它内部有一个“定时任务”，会周期性地随机抽查一批设置了过期时间的键,然后把其中已经过期的删除掉。

（根据Redis官方文档描述的逻辑）这个主动清理过程是分步骤、有限度进行的,以避免对正常服务造成太大影响：

1. 慢速模式： Redis默认每100毫秒（一秒10次）就会执行一次这样的抽查，每次不会检查所有键，而是随机抽取一定数量的键（默认20个）进行检查，如果发现这批键里过期的比例超过25%，那就说明内存中垃圾不少，它会立即再抽20个键，继续清理，就这样循环，直到某一次抽查中过期键的比例降到了25%以下，它才认为“这次打扫得差不多了”，然后休息一下,等待下一轮。
2. 快速模式： 在Redis的某些版本中，还引入了一种更频繁但更短暂的检查模式，它执行得更快（间隔更短），但每次检查的键数量更少，目的是为了能更及时地发现并清理那些刚刚过期的键，尤其是在过期键很多的情况下,能更快地释放内存。

这种主动策略的核心思想是：用可控的、少量的CPU时间，去换取内存的及时释放，防止内存被无限占用。 它就像一个管家，不会不停地打扫整个房子，而是每隔一会儿就去几个重点房间看一眼，看到有灰尘就擦掉，如果发现某个房间特别脏,就多花点时间打扫一下那个区域。

第三招：内存满了的终极手段——驱逐策略

上面两招是日常维护，但当内存真的被用完（达到maxmemory限制）时，Redis就要下狠手了，这时候会触发“内存驱逐机制”，这就好比家里空间有限，又买了新家具，必须扔掉一些旧东西腾地方，扔哪些、怎么扔,就是驱逐策略决定的。

（根据Redis配置文档）你可以在配置文件里通过maxmemory-policy来指定策略,常见的有以下几种：

• allkeys-lru： 尝试淘汰最近最少使用的键，不管这个键有没有设置过期时间，这是最常用的策略之一,比较公平。
• volatile-lru： 只从设置了过期时间的键中,淘汰最近最少使用的。
• allkeys-random： 随机淘汰所有键。
• volatile-random： 随机淘汰设置了过期时间的键。
• volatile-ttl： 淘汰那些设置了过期时间的键中，剩余寿命最短的，这个策略比较“智能”,专门挑快过期的扔。
• noeviction： 不淘汰任何键，当内存不够时，新写入的操作会报错，读操作正常，这是最保守的策略，能保证已有的数据不丢,但服务可能会受影响。

选择哪种策略，取决于你的业务场景，如果你的数据重要性都差不多，用allkeys-lru挺好，如果你的热点数据永不过期，冷数据才设过期时间，那么volatile-lru或volatile-ttl可能更合适。

让我们做得又快又稳的实战细节

了解了原理,在实际使用中我们需要注意些什么呢？

1. 避免大量键集中过期： 这是最需要注意的一点，如果你有一百万个键都在同一秒到期，那么Redis的主动定期删除任务会在那一刻压力巨大，可能会瞬间占用大量CPU，导致服务出现短暂的延迟抖动，解决办法是给过期时间加一个随机数，让它们的过期时间分散开，比如本来是都设置1小时后过期，可以改成在1小时的基础上,加上一个0到300秒的随机值。
2. 监控是关键： 一定要监控Redis的expired_keys指标（累计过期键数量）和evicted_keys指标（累计驱逐键数量），如果evicted_keys开始持续增长，说明你的内存已经长期不足，一直在靠驱逐策略删数据，这是个危险信号,你需要考虑扩容或者优化数据了。
3. 合理设置内存大小和策略： 根据你的数据量和业务容忍度，设置合适的maxmemory，对于策略，除非有特殊要求，否则allkeys-lru通常是个稳妥的选择，如果数据绝对不能丢，可以选择noeviction,但要确保你的系统能处理好写入失败的情况。
4. 善用持久化： 虽然过期策略是内存里的操作，但它和持久化（RDB、AOF）也有关联，在生成RDB快照时，过期的键不会被保存进去，而在AOF日志中，当一个键被过期删除后，Redis会追加一条删除命令到AOF文件里,这样在恢复时数据状态才是正确的。

Redis的过期数据处理是一个以空间换时间、再在时间消耗上做精细权衡的过程，它通过“被动检查”、“主动定期抽样”和“内存不足时强制驱逐”这三层机制，在绝大多数场景下都能做得既快速又稳定，而我们开发者要做的，就是理解这些机制，并通过避免集中过期、做好监控和配置，来配合Redis,让它运行得更加顺畅。