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Redis是一款高性能的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)槠淇焖佟⒎€(wěn)定的特性，被廣泛應(yīng)用于緩存、消息隊(duì)列、排行榜等場(chǎng)景。但是，隨著Redis中的數(shù)據(jù)不斷增加，會(huì)涉及到過(guò)期數(shù)據(jù)的清除。如果不及時(shí)清除，將會(huì)導(dǎo)致Redis的性能下降，甚至崩潰。因此，重構(gòu)Redis中的過(guò)期數(shù)據(jù)清除功能，是一個(gè)突破紅線、提高Redis性能的必要措施。
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一、Redis中的數(shù)據(jù)過(guò)期機(jī)制
Redis中的數(shù)據(jù)過(guò)期機(jī)制是通過(guò)設(shè)置鍵值對(duì)的TTL（Time To Live）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，TTL就是鍵值對(duì)的生存時(shí)間。當(dāng)鍵值對(duì)的TTL到期后，Redis會(huì)根據(jù)配置的清除策略將其清除掉。清除策略主要有兩種：惰性刪除、定時(shí)刪除。
1.惰性刪除
惰性刪除就是指在讀取鍵值對(duì)時(shí)，判斷它是否過(guò)期，如果過(guò)期就刪除。因此在鍵值對(duì)過(guò)期前，它一直存在于Redis中。這種方法的好處是可以節(jié)省CPU和內(nèi)存資源，但是會(huì)導(dǎo)致Redis的內(nèi)存占用率較高，清除策略不夠及時(shí)。
2.定時(shí)刪除
定時(shí)刪除就是在Redis內(nèi)部開(kāi)啟一個(gè)線程，周期性地淘汰已過(guò)期的鍵值對(duì)。這種方法的好處是可以保證Redis內(nèi)存的使用量始終在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，但是會(huì)占用大量的CPU和內(nèi)存資源。
二、Redis過(guò)期數(shù)據(jù)清除的問(wèn)題
盡管Redis的清除策略設(shè)計(jì)得非常精細(xì)，但是在實(shí)際應(yīng)用中還是會(huì)存在以下問(wèn)題：
1.數(shù)據(jù)過(guò)期不準(zhǔn)確
Redis的過(guò)期功能是以每秒一次的精度來(lái)執(zhí)行的。也就是說(shuō)，如果一個(gè)鍵值對(duì)的TTL時(shí)間恰好為1微秒，在下一次定時(shí)刪除前，它將一直存在Redis中。也就是說(shuō)，Redis的過(guò)期功能無(wú)法精確地處理小于1秒的過(guò)期時(shí)間，這會(huì)導(dǎo)致一些不必要的內(nèi)存占用和Redis性能問(wèn)題。
2.數(shù)據(jù)清除不及時(shí)
由于過(guò)期數(shù)據(jù)的清除是通過(guò)惰性刪除和定時(shí)刪除兩種方式進(jìn)行的，這意味著過(guò)期數(shù)據(jù)并不會(huì)立即從Redis中清除。特別是在數(shù)據(jù)量大的時(shí)候，清除過(guò)期數(shù)據(jù)需要占用更多的CPU和內(nèi)存資源。這會(huì)影響Redis的性能，甚至?xí)?dǎo)致Redis的崩潰。
三、重構(gòu)Redis中清除過(guò)期數(shù)據(jù)的方案
以上就是Redis中過(guò)期數(shù)據(jù)清除所存在的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，我們可以在Redis中實(shí)現(xiàn)以下方案：
1.精確度更高的過(guò)期數(shù)據(jù)清除
針對(duì)Redis清除過(guò)期數(shù)據(jù)精度不夠的問(wèn)題，可以將所有以微秒為單位的TTL轉(zhuǎn)換為以秒為單位，避免過(guò)期數(shù)據(jù)清除時(shí)間不準(zhǔn)確。
2.清除過(guò)期數(shù)據(jù)的優(yōu)化措施
為了解決Redis清除過(guò)期數(shù)據(jù)時(shí)間不及時(shí)的問(wèn)題，我們可以通過(guò)兩種方式來(lái)優(yōu)化過(guò)期數(shù)據(jù)的清除。
一種是基于惰性刪除的優(yōu)化措施：每次讀取過(guò)期數(shù)據(jù)，可以將其標(biāo)記為過(guò)期數(shù)據(jù)，等到下一次讀取時(shí)再進(jìn)行清除。
另一種是基于定時(shí)刪除的優(yōu)化措施：可以通過(guò)增加線程數(shù)量、異步刪除等方式，提高清除過(guò)期數(shù)據(jù)的效率，避免占用過(guò)多的CPU和內(nèi)存資源。
通過(guò)上述方案的優(yōu)化，我們可以實(shí)現(xiàn)Redis的有效清除過(guò)期數(shù)據(jù)，提高Redis的性能，提升數(shù)據(jù)可靠性。下面給出一個(gè)Python實(shí)現(xiàn)代碼：
“`python
import redis
import time
import threading
class RedisExpire(object):
def __init__(self, host, password, port, db, read_timeout=10):
self.pool = redis.ConnectionPool(host=host, password=password, port=port, db=db, decode_responses=True, socket_timeout=3, socket_keepalive=True, socket_keepalive_options=None, health_check_interval=20, max_connections=100, read_timeout=read_timeout)
self.client = redis.Redis(connection_pool=self.pool)
self.kill = False
self.current_time = int(time.time())
def expire(self, redis_KEY, seconds):
return self.client.expire(redis_key, seconds)
def set(self, redis_key, redis_value, seconds=None):
if seconds:
return self.client.set(redis_key, redis_value, ex=300)
else:
return self.client.set(redis_key, redis_value)
def start(self):
t = threading.Thread(target=self.clean_expired)
t.start()
def clean_expired(self):
while not self.kill:
time.sleep(1)
self.current_time = int(time.time())
all_keys = self.client.keys(‘*’)
expired_keys = []
for key in all_keys:
expire_time = self.client.ttl(key)
if expire_time == -1:
expired_keys.append(key)
elif expire_time
self.client.delete(key)
else:
pass
self.client.delete(*expired_keys)
def close(self):
self.kill = True
if __name__ == ‘__mn__’:
”’
實(shí)例化對(duì)象
”’
t1 = RedisExpire(‘localhost’, ”, port=6379, db=0)
”’
設(shè)置過(guò)期時(shí)間
”’
t1.set(‘test_key’, ‘test_value’, seconds=3600)
”’
啟動(dòng)過(guò)期檢查線程
”’
t1.start()
”’
關(guān)閉線程
”’
time.sleep(3600)
t1.close()
通過(guò)以上代碼的實(shí)現(xiàn)，可以快速地實(shí)現(xiàn)一個(gè)可以設(shè)置任意TTL級(jí)別的Redis過(guò)期數(shù)據(jù)清除工具，有效提高Redis的性能，提升數(shù)據(jù)的可靠性。
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網(wǎng)站名稱(chēng)：重構(gòu)Redis，按時(shí)徹底清除過(guò)期數(shù)據(jù)（redis清除過(guò)期時(shí)間）
新聞來(lái)源：http://fisionsoft.com.cn/article/djooopj.html
