redis过期键删除
介绍
Redis的过期键删除指的是，对redis中因有效时间到了而对失效数据的处理策略。
Redis的内存淘汰策略指的是，当操作系统分配给Redis的内存不够使用时，在有新数据存入时，对老数据的处理逻辑。
Redis的过期键删除策略
因为Redis时完全内存操作的，所以对其来说，内存资源是非常宝贵的，如果一些过期键不删除，就会造成内存资源的大量浪费。
常见的删除策略
常见的删除策略有三种：
- 定时删除：在设置键的过期时间的同时，创建一个定时器，让定时器在键的过期时间来临时，立即执行对键的删除操作。
- 惰性删除：不主动处理过期键，等待每次从键空间中获取键时，判断该键是否过期，如果过期就删除该键，如果没有，就返回该键。
- 定期删除：每隔一定时间，程序对数据库进行一次检查，删除里面的过期键。
定时删除策略
在设置键的同时，同时给该键创建一个定时器Timer，定时器会在键的过期时间来临时，立即对键进行删除操作。
- 对内存是最友好的：通过定时器可以保证过期的键及时被删除，不浪费内存空间。
- 对CPU是最不友好的：在过期键比较多的情况下，删除过期键可能会占用大量的CPU时间，在内存不紧张但是CPU时间非常紧张的情况下，将CPU时间用在删除和当前任务无关的过期键上，无疑会对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。
- 除此之外，创建一个定时器需要用到Redis服务器中的时间事件，而当前时间事件的实现方式——无序链表，查找一个事件的时间复杂度为O（N）——并不能高效地处理大量时间事件，也就是说这个模式并不高效。
惰性删除策略
不主动处理键，每次获取键时，检查该键是否过期，如果过期就删除该键，如果没有，就返回该键。
- 对CPU友好，程序只有在取出键时才会进行检查，这样可以保证只有非做不可的时候才会执行删除操作，而且只会删除相关的键，不会将CPU时间浪费在不相关的键上。
- 对内存是最不友好的，如果一个键已经过期，没有及时清除，就会占用大量的内存空间，这些内存空间并不会主动释放（除非内存空间不足，内存淘汰）。
定期删除策略
这是定时删除和惰性删除的一种折中方式。
每隔一端时间，程序就对数据库进行一次检查，删除里面的过期键。检查多少个数据库，删除多少键则由算法决定。
并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响，同时，通过定期删除过期键，也有效地减少了因为过期键而带来的内存浪费。
定期删除的问题在于，确定删除操作的执行时间和频率:
- 时间过长，频率过高会占用大量的CPU时间，会逐渐退化为定时删除策略。
- 时间太短，频率太少就不能及时删除过期数据，占用大量内存空间，会退化为惰性删除策略。
过期键删除实现
Redis服务器实际上使用的是惰性删除策略和定期删除策略。
惰性删除的实现
过期键的惰性删除策略由expireIfNeeded函数实现，所有读写Redis数据库的操作在执行之前都会调用expireIfNeeded函数对键进行检查：
- 如果输入键已经过期，那么将输入键从数据库中删除。
- 如果输入键未过期，那么不做任何处理。
定期删除的实现
过期键的定期删除策略由activeExpireCycle函数实现，每当Redis服务器周期性执行serverCron函数时，activeExpireCycle函数就会被调用，他在规定的时间内，分多次遍历服务器中的各个数据库（Redis共16个数据库），从数据库的expires字典中随机检查一部分键的过期时间，并删除其中的过期键。（随机抽取的办法）
函数每次运行，会全局的遍历所有的数据库，本次检查0号数据库，下次检查1号数据库，直到15号库，又从0号库开始检查，这样保证每个库都被检查到。每次检查都会从检查的库中抽取一定数量的键来进行检查。
随机检查的键，一般由算法决定，比如LRU（最近最少使用），LFU（使用频率最低）。
过期键对备份文件的影响
对RDB文件的影响
生成RDB文件时
在执行save命令或者bgsave命令进行持久化时，程序会对数据库中的键进行检查，已经过期的键不会保存在RDB文件中。
载入RDB文件时
在启动Redis服务器时，如果服务器只开启了RDB持久化，那么服务器将会载入RDB文件：
- 如果是主服务器，文件中过期的键则不会被加载进数据库中，未过期的键才会加载进数据库中。
- 如果是从服务器，则全被加载。（主从同步时，从服务器的数据会被清空）
对AOF文件的影响
AOF文件写入
当过期键被惰性删除或者定期删除后，程序会向AOF文件追加一条DEL命令，显式记录该键已被删除。
AOF文件重写
在执行AOF文件重写时，程序会对数据库中的键进行检查，已过期的键不会被保存到重写后的AOF文件中。
主从复制模式
服务器运行在集群模式下时，从服务器的过期键删除操作由主服务器控制：
- 主服务器在删除一个过期键之后，会显式地向所有从服务器发送一个DEL命令，告知从服务器删除这个过期键。
- 从服务器在执行客户端发送的读命令时，即使碰到过期键也不会将过期键删除，而是继续像处理未过期的键一样来处理过期键。
- 从服务器只有在接到主服务器发来的DEL命令之后，才会删除过期键。