深入剖析 Redis 过期删除策略

在当今大数据和高并发的时代，缓存技术对于提升系统性能至关重要，而 Redis 作为一款广泛使用的高性能键值对存储数据库，其过期删除策略更是其中的关键一环。今天，就来和大家深入探讨一下 Redis 过期删除策略，同时结合实际工作中的项目复盘，分享一些技术要点，文末还会给大家推荐 10 本 Redis 进阶书籍，助力大家在职场中不断提升。

一、Redis 过期删除策略原理

Redis 为每个设置了过期时间的键值对维护了一个过期字典。当一个键值对设置了过期时间，它的过期时间就会被记录到这个过期字典中。Redis 通过过期删除策略，来决定何时删除这些过期的键值对，从而释放内存空间。

二、过期删除策略类型

定时删除

原理：在设置键的过期时间时，同时创建一个定时器，当过期时间到达时，立即执行删除操作。

优点：能及时释放内存，保证内存空间的高效利用。

缺点：对 CPU 不友好，因为定时器的创建和执行都会占用 CPU 资源，尤其是在大量键同时过期的情况下，会严重影响 Redis 的性能。

工作实践案例：在之前的一个实时数据处理项目中，我们尝试使用定时删除策略处理一些时效性极高的数据。但在数据量增大时，服务器 CPU 使用率急剧上升，导致系统响应变慢。后来经过分析，发现是定时删除策略带来的大量 CPU 开销所致，于是我们对策略进行了调整。

惰性删除

原理：当客户端访问某个键时，Redis 会检查该键是否过期，如果过期则删除该键，然后返回相应结果。

优点：对 CPU 友好，只有在访问过期键时才会进行删除操作，不会主动消耗 CPU 资源。

缺点：会导致内存浪费，因为过期键可能长时间占用内存，直到被访问才会被删除。

工作实践案例：在一个电商项目的商品缓存模块中，我们采用了惰性删除策略。但在项目上线一段时间后，发现服务器内存使用率持续上升。经过排查，发现是一些很少被访问的过期商品缓存键一直占用内存，这就是惰性删除策略的缺点体现。

定期删除

原理：Redis 会每隔一段时间（如 100ms）随机抽取一定数量的键，检查这些键是否过期，并删除过期的键。

优点：是一种折中的方案，既不会像定时删除那样过度消耗 CPU，也不会像惰性删除那样导致大量内存浪费。通过调整抽取的频率和数量，可以在 CPU 性能和内存使用之间找到一个平衡点。

缺点：无法保证所有过期键都能及时被删除，仍然可能存在少量过期键长时间占用内存的情况。

工作实践案例：在一个社交平台的用户会话缓存模块中，我们使用了定期删除策略。通过不断调整定期检查的时间间隔和每次检查的键数量，我们在保证系统性能的同时，有效控制了内存的使用。

三、项目复盘与优化策略

在实际项目中，我们往往需要根据业务场景选择合适的过期删除策略，或者组合使用多种策略。例如，对于一些对时效性要求极高且数据量较小的场景，可以适当结合定时删除策略；对于一般性的缓存场景，定期删除和惰性删除的组合通常能满足需求。同时，我们还需要根据服务器的性能指标（如 CPU 使用率、内存使用率）不断调整策略的参数，以达到最佳的性能表现。

四、Redis 进阶书籍推荐

《Redis 设计与实现》：深入剖析 Redis 内部的数据结构、命令实现以及持久化等机制，是深入理解 Redis 的经典之作。

《Redis 实战》：通过实际案例，详细介绍了 Redis 在缓存、消息队列、分布式锁等方面的应用，非常适合实践学习。

《Redis 高级教程》：涵盖了 Redis 的高级特性和应用场景，如集群部署、性能优化等内容。

《Redis 核心原理与实战》：从原理到实战，全面讲解 Redis 的核心技术，帮助读者快速掌握 Redis 的应用和优化技巧。

《Redis 深度历险：核心原理与应用实践》：不仅讲解 Redis 的原理，还分享了作者在实际工作中的经验和技巧，具有很高的参考价值。

《Redis 开发与运维》：介绍了 Redis 的开发、运维相关知识，包括部署、监控、故障排查等方面。

《Redis 入门指南》：适合初学者，以简洁易懂的方式介绍 Redis 的基本概念和操作。

《NoSQL 数据库原理与实践（Redis 篇）》：系统阐述 Redis 作为 NoSQL 数据库的原理和实践应用。

《Redis 技术内幕：核心数据结构与对象机制解析》：深入解析 Redis 的核心数据结构和对象机制，帮助读者深入理解 Redis 的运行原理。

《Redis 企业级开发实战》：结合企业级项目案例，讲解 Redis 在高并发、分布式系统中的应用和优化。

通过对 Redis 过期删除策略的深入理解和在实际项目中的合理运用，以及不断学习相关的知识，我们能够更好地发挥 Redis 的性能优势，为我们的项目提供更强大的支持。希望以上内容对大家有所帮助，在技术的道路上不断前行。