Redis 过期 Key 删除机制详解

2025-02-26 334 阅读3分钟

Redis 过期 Key 删除机制详解

1. 过期 Key 的三种删除策略

Redis 采用 惰性删除（Lazy Deletion） 、定期删除（Periodic Deletion） 和 内存淘汰机制（Eviction） 来管理过期 key。

（1）惰性删除（Lazy Deletion）

机制： 只有当客户端访问某个 key 时，Redis 才会检查它是否过期，如果已过期则删除。

优缺点：

✅ 低 CPU 开销，不会主动扫描 key。
❌ 过期但未被访问的 key 仍占用内存。

示例：

SET key1 "hello" EX 10  # 10秒后过期

如果 10 秒后访问 GET key1，Redis 发现已过期，则删除 key 并返回 nil。
如果从不访问 key1，它仍然占用内存，直到 Redis 触发内存淘汰策略。

（2）定期删除（Periodic Deletion）

机制： Redis 默认每 100ms（10Hz） 触发一次扫描，随机抽样 部分带有过期时间的 key，并删除已过期的 key。

优缺点：

✅ 减少内存占用，避免无用 key 堆积。
❌ 不能保证所有过期 key 都会被立即删除。

示例：

SET key2 "world" EX 5  # 5秒后过期

5 秒后，即使没有 GET key2，Redis 可能会主动删除它（但不保证立即删除）。

（3）内存淘汰机制（Eviction）

机制： 当 Redis 触及最大内存限制（maxmemory）时，触发内存淘汰策略删除部分 key。

可选策略（maxmemory-policy 配置）：

volatile-lru：从 设置了 TTL 的 key 中，淘汰 最近最少使用（LRU） 的 key。
allkeys-lru：所有 key（不论是否有 TTL）使用 LRU 淘汰。
volatile-random：从 设置了 TTL 的 key 中，随机删除。
allkeys-random：从 所有 key 中随机删除。
volatile-ttl：删除最接近过期的 key。
noeviction（默认）：内存满时，不删除 key，只返回错误。

示例：

CONFIG SET maxmemory 100mb
CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru

当 Redis 占满 100MB 内存时，删除最近最少使用（LRU）的 key，以释放空间。

2. 过期 Key 删除策略对比

策略	触发时机	优点	缺点	适用场景
惰性删除	访问 key 时	低 CPU 消耗	可能占用多余内存	低访问量的数据
定期删除	Redis 每 100ms 触发	控制 CPU 开销	可能有少量过期 key 残留	适用于大多数场景
内存淘汰	触及 `maxmemory`	避免 OOM	可能误删数据	高并发 + 大数据量场景

3. Redis 过期 Key 删除策略的优化

（1）合理设置 `expire`，减少遗留 key

避免给所有 key 设置 expire，防止 Redis 频繁扫描。
仅给Session、验证码、热点数据等需要自动过期的数据加 TTL。

SET user:123 "data" EX 3600  # 1小时后自动删除

（2）调整 `hz` 配置，优化定期删除频率

hz 控制 Redis 后台任务的执行频率（包括过期 key 清理）。
默认 hz=10（即每 100ms 触发一次）。
高负载场景可适当调高（如 hz=50），加快过期 key 的删除速度。

CONFIG SET hz 50

（3）选择合适的 `maxmemory-policy`，防止 OOM

如果是缓存场景（如 CDN、Session 缓存）：allkeys-lru。
如果有 TTL 机制（如消息队列）：volatile-ttl。
如果不允许丢数据：noeviction（但可能导致 OOM）。

CONFIG SET maxmemory-policy allkeys-lru

4. 总结

Redis 过期 key 采用：惰性删除 + 定期删除 + 内存淘汰。
惰性删除：访问时才删除，占用低 CPU，但可能导致内存泄露。
定期删除：Redis 每 100ms 触发扫描部分 key，删除过期 key。
内存淘汰：内存超限时，触发淘汰策略（LRU、TTL 等）。
优化建议：
- 合理设置 TTL，减少遗留 key。
- 调整 hz 参数，优化删除效率。
- 选对 maxmemory-policy，防止 OOM。

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