Redis緩存過期的實(shí)現(xiàn)示例

更新時(shí)間：2023年12月19日 11:01:04 作者：小安愛學(xué)習(xí)

Redis緩存的過期策略是保證緩存可靠性和性能的關(guān)鍵之一,本文主要介紹了Redis緩存過期的實(shí)現(xiàn)示例,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下

一、Redis緩存過期策略的基礎(chǔ)知識
二、Redis緩存過期策略常見的類型以及如何實(shí)現(xiàn)
二、Redis如何處理超時(shí)key
三、基于時(shí)間的過期策略
四、基于LRU算法的淘汰機(jī)制
五、通過Java代碼演示實(shí)操
六、總結(jié)

Redis緩存是一種常用的緩存技術(shù)，可以提高系統(tǒng)性能和響應(yīng)速度。然而，如果不采取適當(dāng)?shù)倪^期策略，緩存可能會占據(jù)大量內(nèi)存，并且數(shù)據(jù)也可能會過期并失效。

一、Redis緩存過期策略的基礎(chǔ)知識

了解Redis緩存過期策略的前提是必須掌握Redis內(nèi)存模型以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在此我們不再贅述。Redis緩存過期策略的核心思想是根據(jù)key的過期時(shí)間來決定key是否被刪除的。當(dāng)一個key的過期時(shí)間到達(dá)指定時(shí)間后，Redis會自動將其刪除。這個過程是由Redis內(nèi)部負(fù)責(zé)的，程序員只需要設(shè)定好key的過期時(shí)間即可。

二、Redis緩存過期策略常見的類型以及如何實(shí)現(xiàn)

1）TTL（Time-To-Live）

TTL是Redis最簡單的過期策略之一，它需要程序員手動為每個key設(shè)置過期時(shí)間。當(dāng)key的過期時(shí)間到達(dá)后，Redis會自動將其刪除。我們可以使用TTL命令獲取key的剩余時(shí)間或者使用EXPIRE命令設(shè)置key的過期時(shí)間。例如：

# 設(shè)置 key 為 value, 并將過期時(shí)間設(shè)置為 10 秒鐘 
SET key value EX 10 # 獲取 key 的剩余過期時(shí)間 TTL key

2）惰性刪除

惰性刪除策略也是Redis默認(rèn)的過期策略之一。它不會把所有的過期 key 都刪除掉，而是等到有客戶端來查詢這個 key 的時(shí)候才檢查該 key 是否已過期，并在發(fā)現(xiàn)過期的情況下刪除該 key。因此惰性刪除存在缺陷：如果有大量的過期 key 沒有被查詢，就會占用過多的內(nèi)存空間。所以在某些場景中，需要結(jié)合其他策略來使用惰性刪除。

3）定期刪除

定期刪除是與惰性刪除相對應(yīng)的一種過期策略，它會每隔一段時(shí)間主動檢查過期 key，并刪除過期的 key 。Redis會啟動一個專門負(fù)責(zé)刪除過期 key 的線程，并且可以通過配置文件指定清除頻率（redis.conf文件中，default-db-deletion-size配上db * rows-per-second * 3600 ）。與惰性刪除不同，定期刪除會消耗一定的CPU資源和IO資源，但相對惰性刪除而言，它可以更快的將大量過期 key 刪除掉。

二、Redis如何處理超時(shí)key

當(dāng)一個key過期后，程序員無需干預(yù)，Redis會自動開始進(jìn)行以下兩個操作：

1）簡單地將該key打上過期標(biāo)記，并不立即從內(nèi)存中刪除；

2）通過惰性刪除或定期刪除策略，在之后的某個時(shí)間從內(nèi)存中清除帶有過期標(biāo)記的key。

需要注意的是，Redis并不能保證所有過期的key都能在第一時(shí)間被后臺線程清理掉。為了避免緩存泄漏和數(shù)據(jù)更新問題，應(yīng)用程序在使用Redis緩存時(shí)，最好添加邏輯判斷，比如在獲取value之前先檢查key是否存在或者手動刪減過期key 。

三、基于時(shí)間的過期策略

1. 設(shè)置過期時(shí)間

在Redis中，可以使用EXPIRE和PEXPIRE命令為鍵設(shè)置生存時(shí)間，以秒或毫秒為單位。例如：

// 設(shè)置鍵為mykey的值，確保它在30秒之后過期
redisTemplate.opsForValue().set("mykey", "Hello, Redis!");
redisTemplate.expire("mykey", 30, TimeUnit.SECONDS);

2. 查看剩余生存時(shí)間

可以使用TTL命令或PTTL命令來查看鍵的剩余生存時(shí)間（以秒或毫秒為單位）。例如：

// 查看mykey的生存時(shí)間（以秒為單位）
redisTemplate.ttl("mykey");

// 查看mykey的生存時(shí)間（以毫秒為單位）
redisTemplate.pttl("mykey");

3. 取消過期時(shí)間

可以使用PERSIST命令來取消鍵的生存時(shí)間，使其永久保存。例如：

// 取消mykey的生存時(shí)間
redisTemplate.persist("mykey");

四、基于LRU算法的淘汰機(jī)制

1. 設(shè)置最大內(nèi)存

可以使用maxmemory和maxmemory-policy兩個配置參數(shù)設(shè)置Redis的最大內(nèi)存和相應(yīng)的淘汰策略。例如：

# 設(shè)置Redis最大內(nèi)存為100MB
maxmemory 100mb

# 設(shè)置淘汰策略為LRU
maxmemory-policy allkeys-lru

2. 修改默認(rèn)淘汰策略

除了使用maxmemory-policy命令來設(shè)置全局的淘汰策略外，也可以通過將某些鍵標(biāo)記為VOLATILE來單獨(dú)設(shè)置LRU淘汰策略。例如：

// 將mykey的生存時(shí)間設(shè)置為10秒，并標(biāo)記為VOLATILE
redisTemplate.expire("mykey", 10, TimeUnit.SECONDS);
redisTemplate.execute(new RedisCallback<Boolean>() {
    @Override
    public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
        // 將mykey標(biāo)記為VOLATILE
        connection.setEx(redisTemplate.getKeySerializer().serialize("mykey"), 10000L,
                redisTemplate.getValueSerializer().serialize("Hello, Redis!"));
        return true;
    }
});

3. 查看Redis內(nèi)存使用情況

可以使用INFO命令或redis-cli工具來查看Redis的內(nèi)存使用情況。例如：
# 使用INFO命令查看Redis內(nèi)存使用情況

redisTemplate.execute(new RedisCallback<String>() {
    @Override
    public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
        return connection.info();
    }
});
# 使用redis-cli工具查看Redis內(nèi)存使用情況
$ redis-cli info memory

五、通過Java代碼演示實(shí)操

以下是一個通過Java Redis API演示基于時(shí)間的過期策略和LRU淘汰機(jī)制的示例程序。

public class CacheDemo {
    private static finalStringRedisTemplate redisTemplate = new StringRedisTemplate();

    static {
        // 設(shè)置Redis服務(wù)器的主機(jī)名和端口號
        RedisStandaloneConfiguration config = new RedisStandaloneConfiguration("localhost", 6379);
        // 創(chuàng)建連接池
        LettuceConnectionFactory factory = new LettuceConnectionFactory(config);
        factory.afterPropertiesSet();
        // 設(shè)置RedisTemplate的連接工廠
        redisTemplate.setConnectionFactory(factory);
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 設(shè)置鍵值對緩存
        redisTemplate.opsForValue().set("key1", "value1");
        redisTemplate.opsForValue().set("key2", "value2");

        // 設(shè)置key1的生存時(shí)間為10秒，并標(biāo)記為VOLATILE
        redisTemplate.expire("key1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        redisTemplate.execute(new RedisCallback<Boolean>() {
            @Override
            public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
                connection.setEx(redisTemplate.getKeySerializer().serialize("key1"), 10000L,
                        redisTemplate.getValueSerializer().serialize("value1"));
                return true;
            }
        });

        // 查看key1的剩余生存時(shí)間
        System.out.println(redisTemplate.getExpire("key1"));

        // 設(shè)置Redis的最大內(nèi)存為10MB，淘汰策略為LRU
        redisTemplate.execute(new RedisCallback<String>() {
            @Override
            public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
                connection.getConfig("maxmemory");
                connection.getConfig("maxmemory-policy", "allkeys-lru");
                return null;
            }
        });

        // 查看Redis內(nèi)存使用情況
        System.out.println(redisTemplate.execute(RedisServerCommands::info).get("used_memory"));
    }
}

六、總結(jié)

Redis緩存的過期策略是保證緩存可靠性和性能的關(guān)鍵之一?；跁r(shí)間的過期策略通過設(shè)置生存時(shí)間來實(shí)現(xiàn)，而基于LRU算法的淘汰機(jī)制則根據(jù)訪問頻率和時(shí)間排序來刪除最近沒有使用的key。在實(shí)際使用中，可以結(jié)合兩種策略來避免出現(xiàn)緩存占據(jù)大量內(nèi)存和過期失效等問題。在Java中，可以使用RedisTemplate來對Redis進(jìn)行操作。通過設(shè)置鍵值對緩存、設(shè)置過期時(shí)間、取消過期時(shí)間、修改默認(rèn)淘汰策略和查看Redis內(nèi)存使用情況等操作，可以實(shí)現(xiàn)對緩存的控制和管理。

需要注意的是，在設(shè)置緩存過期時(shí)間和淘汰機(jī)制時(shí)，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)場景和數(shù)據(jù)類型來選擇合適的時(shí)間和策略。如果需要緩存的數(shù)據(jù)變化頻繁，建議采用基于LRU算法的淘汰機(jī)制；如果數(shù)據(jù)比較固定或重要性較高，可以使用基于時(shí)間的過期策略。

到此這篇關(guān)于Redis緩存過期的實(shí)現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis緩存過期內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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