Redis設定存活和過期時間的原理分析

這篇文章為大家帶來了關於Redis的相關知識，其中主要介紹了redis如何實現清空緩存，以及redis緩存問題如何清空等問題，具有很好的參考價值，下面一起來看一下，希望對大家有幫助。

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#在了解原理前先來看使用方法

透過EXPIRE指令或PEXPIRE指令，客戶端可以以秒或毫秒精度為資料庫中的某個鍵設定生存時間，在經過指定的秒數或毫秒數之後，伺服器就會自動刪除生存時間為0的鍵。

SETEX指令可以在設定字串鍵的同時為鍵設定過期時間（只能用於字串鍵）

與EXPIRE指令和PEXPIRE指令類似，客戶端可以透過EXPIREAT指令或PEXPIREAT指令，以秒或毫秒精度給資料庫中的某個鍵設定過期時間

過期時間是一個UNIX時間戳，當鍵的過期時間來臨時，伺服器就會自動從資料庫中刪除這個鍵

TTL指令和PTTL指令接受一個帶有生存時間或過期時間的鍵，傳回這個鍵的剩餘生存時間，也就是，返回距離這個鍵被伺服器自動刪除還有多久

#Redis有四個不同的命令可以用來設定鍵的生存時間（鍵可以存在多久）或過期時間（鍵何時會被刪除）：

• EXPIRE＜key＞＜ttl＞指令用於將鍵key的生存時間設定為ttl秒。
• PEXPIRE＜key＞＜ttl＞指令用於將鍵key的生存時間設定為ttl毫秒。
• EXPIREAT＜key＞＜timestamp＞指令用於將鍵key的過期時間設定為timestamp所指定的秒數時間戳記。
• PEXPIREAT＜key＞＜timestamp＞指令用於將鍵key的過期時間設定為timestamp所指定的毫秒數時間戳記。

原理

雖然有多種不同單位、不同形式的設定指令，但實際上EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三個指令都是使用PEXPIREAT指令來實現的：

無論客戶端執行的是以上四個指令中的哪一個，經過轉換之後，最終的執行效果都和執行PEXPIREAT指令一樣。

redisDb結構的expires字典保存了資料庫中所有鍵的過期時間，我們稱這個字典為過期字典

過期字典的鍵是一個指針，這個指標指向鍵空間中的某個鍵物件（也即是某個資料庫鍵）。

過期字典的值是一個long long類型的整數，這個整數保存了鍵所指向的資料庫鍵的過期時間－一個毫秒精度的UNIX時間戳。

下圖展示了一個有過期字典的資料庫例子，在這個例子中，鍵空間保存了資料庫中的所有鍵值對，而過期字典則保存了資料庫鍵的過期時間。

為了展示方便，圖中的鍵空間和過期字典中重複出現了兩次alphabet鍵物件和book鍵物件。在實際中，鍵空間的鍵和過期字典的鍵都指向同一個鍵對象，所以不會出現任何重複對象，也不會浪費任何空間。

圖中的過期字典保存了兩個鍵值對：

第一個鍵值對的鍵為alphabet鍵對象，值為1385877600000，這表示資料庫鍵alphabet的過期時間為1385877600000（2013年12月1日零時）。

第二個鍵值對的鍵為book鍵對象，值為1388556000000，表示資料庫鍵book的過期時間為1388556000000（2014年1月1日零時）。當客戶端執行PEXPIREAT指令（或其他三個會轉換成PEXPIREAT指令的指令）為一個資料庫鍵設定過期時間時，伺服器會在資料庫的過期字典中關聯給定的資料庫鍵和過期時間。

在伺服器執行以下命令之後

過期字典將新增一個鍵值對，其中鍵為message鍵對象，而值則為1391234400000（2014年2月1日零時），如圖

以下是PEXPIREAT指令的偽代碼定義

PERSIST指令可以移除一個鍵的過期時間

#PERSIST指令就是PEXPIREAT指令的反操作：PERSIST指令在過期字典中找出給定的鍵，並解除鍵和值（過期時間）在過期字典中的關聯。

過期鍵的判定

透過過期字典，程式可以用以下步驟檢查一個給定鍵是否過期：

1）檢查給定鍵是否存在於過期字典：如果存在，那麼取得鍵的過期時間。

2）檢查當前UNIX時間戳記是否大於鍵的過期時間：如果是的話，那麼鍵已經過期；否則的話，鍵未過期。可以用偽代碼來描述這個過程：

對於一個過期時間為1385877600000（2013年12月1日零時）的鍵alphabet來說：

如果目前時間為1383282000000（2013年11月1日零時），那麼呼叫is_expired（alphabet）將傳回False，因為目前時間小於alphabet鍵的過期時間。

另一方面，如果當前時間為1385964000000（2013年12月2日零時），那麼調用is_expired（alphabet）將返回True，因為當前時間大於alphabet鍵的過期時間。

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