Redis过期处理用多线程来减少延迟，感觉效果还挺明显的一个新思路

最近在网上看到一个关于Redis性能优化的讨论,感觉挺有意思的一个新思路，这个思路的核心是说，可以用多线程的方式来处理Redis的过期键，以此来减少因为过期清理带来的延迟波动，提出这个想法的人应该是对Redis内部机制比较熟悉的朋友，可能是在实际生产环境中遇到了相关问题后进行的思考和实验。

要理解这个思路,我们先得知道Redis是怎么处理过期键的，Redis里存的数据，我们可以给它设置一个存活时间，时间一到，这个键就应该被自动删除，释放内存，Redis主要有两种方式来干这个活：一种叫“惰性删除”，另一种叫“定期删除”。

惰性删除很简单,就是当客户端来访问某个键的时候，Redis才会顺便检查一下这个键有没有过期，如果过期了，就立刻删除它，然后告诉客户端这个键不存在，这种方式的好处是，删除操作只发生在必要的时候，不会额外消耗CPU，但坏处也很明显，如果一个键永远没人访问，那它就算过期了也会一直占着内存，成了“垃圾”。

光靠惰性删除不行,Redis还得主动去清理，这就是“定期删除”干的事，Redis会每隔一段时间（默认是每秒10次）主动随机抽取一批设置了过期时间的键，检查它们是否过期，如果过期了就删除，如果发现这批键里有过期的比例很高，它会认为内存里垃圾很多，于是再继续抽取下一批进行检查删除，直到过期键的比例降下来，这个过程是在Redis的主线程里执行的。

问题就出在这里,Redis在很长一段时间里都是单线程处理命令的（指的是处理网络请求和读写内存的核心逻辑是单线程），这个定期删除的任务，也是由这个主线程来做的，当内存中有海量的键同时过期，或者积累了大量的过期键需要清理时，这个定期删除的过程可能会变得比较“重”，主线程需要花费可观的时间来扫描键、检查过期时间、执行删除操作，在这段时间里，主线程就被这个清理任务占用了，无法及时响应客户端发来的读写请求，导致这些请求的处理被阻塞，表现出来就是应用程序感受到的延迟变高，甚至出现超时，这就是人们常说的Redis延迟“毛刺”。

新思路是什么呢？就是把“定期删除”这个耗时且可能阻塞主线程的任务，从主线程里剥离出来，扔到一个或多个独立的“后台线程”中去执行。

可以这样想象一下：主线程就像一个餐厅里唯一的服务员，它既要负责点菜、上菜（处理客户端请求），又要时不时去收拾桌子（清理过期键），当客人不多时，它自己能忙得过来，但突然来了一大波客人，桌子瞬间都坐满了，紧接着又同时有一大批客人吃完离开，留下一堆需要收拾的桌子，这时，服务员如果先去收拾桌子，点菜上菜的客人就得干等着，体验很差。

而新思路就是,餐厅雇了一个专门的保洁阿姨（后台线程），服务员（主线程）的主要任务就是服务客人，它会告诉保洁阿姨哪些桌子需要收拾（将需要检查的过期键信息传递给后台线程），保洁阿姨就专门负责在后台默默地收拾桌子（在后台线程中扫描和删除过期键），这样，服务员就能几乎不间断地为客人服务，延迟自然就降低了，即使偶尔有大量的桌子要收拾，也只是保洁阿姨忙得不可开交，不影响前台的服务响应速度。

这个思路听起来很直观,但实现起来需要考虑不少细节，主线程和后台线程如何安全地共享数据？主线程在告诉后台线程“这些键可能需要清理”之后，如果主线程又修改了这个键怎么办？这就需要精巧的并发控制机制，比如引用计数或者锁，来避免在删除的过程中出现数据错乱，启动多少个后台线程合适？线程之间任务如何分配？这些都需要根据实际负载进行调优。

据提出这个思路的人表示,他们通过一些原型实现进行了测试，发现效果还挺明显的，尤其是在有过期键集中过期场景下，主线程的延迟曲线变得非常平滑，几乎观察不到因为过期清理导致的毛刺，这对于那些对延迟非常敏感的应用，比如实时排行榜、秒杀系统等，是有积极意义的。

需要注意的是,这个思路似乎更多是社区的一种探讨和实验，据我所知，在Redis的官方版本中（截至某个时间点，可能需要核实最新版本），过期键的清理主要还是在主线程中完成的，Redis在后来的版本中确实引入了多线程来处理一些其他I/O任务，这说明Redis本身也在朝着利用多核能力的方向演进，将最耗时的过期清理任务异步化、多线程化，是一个非常合乎逻辑且值得尝试的优化方向。

用多线程后台处理Redis过期键,是一个旨在将可能引起阻塞的同步操作转化为异步操作，从而稳定主线程响应延迟的实践性思路，它直击了单线程架构下批量处理任务时的痛点，虽然实现有复杂度，但带来的延迟收益在特定场景下可能是非常可观的。