数据存储

Redis

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1、如何设置过期时间

• 1）expire key time (以秒为单位)–这是最常用的方式
• 2）setex(String key, int seconds, String value) --字符串独有的方式

2、常见的过期策略

2.1 定时删除

• 含义：在设置key的过期时间的同时，为该key创建一个定时器，让定时器在key的过期时间来临时，对key进行删除
• 优点：保证内存被尽快释放
• 缺点：
  
  • 若过期key很多，删除这些key会占用很多的CPU时间，在CPU时间紧张的情况下，CPU不能把所有的时间用来做要紧的事儿，还需要去花时间删除这些key。
  • 定时器的创建耗时，若为每一个设置过期时间的key创建一个定时器（将会有大量的定时器产生），性能影响严重。
  • 没人用。

2.2 惰性删除

• 含义：key过期的时候不删除，每次从数据库获取key的时候去检查是否过期，若过期，则删除，返回null。
• 优点：删除操作只发生在从数据库取出key的时候发生，而且只删除当前key，所以对CPU时间的占用是比较少的，而且此时的删除是已经到了非做不可的地步（如果此时还不删除的话，我们就会获取到了已经过期的key了）
• 缺点：若大量的key在超出超时时间后，很久一段时间内，都没有被获取过，那么可能发生内存泄露（无用的垃圾占用了大量的内存）

2.3 定期删除

• 含义：每隔一段时间执行一次删除(在redis.conf配置文件设置hz，1s刷新的频率)过期key操作
• 优点：
  
  • 通过限制删除操作的时长和频率，来减少删除操作对CPU时间的占用--处理"定时删除"的缺点
  • 定期删除过期key--处理"惰性删除"的缺点
• 缺点
  
  • 在内存友好方面，不如"定时删除"
  • 在CPU时间友好方面，不如"惰性删除"
• 难点
  
  • 合理设置删除操作的执行时长（每次删除执行多长时间）和执行频率（每隔多长时间做一次删除）（这个要根据服务器运行情况来定了）

2.4 Redis的过期策略

• 采用的是惰性删除+定期删除。
• 惰性删除流程
  
  • 在进行get或setnx等操作时，先检查key是否过期，
  • 若过期，删除key，然后执行相应操作；
  • 若没过期，直接执行相应操作
• 定期删除流程（简单而言，对指定个数个库的每一个库随机删除小于等于指定个数个过期key）
  
  • 遍历每个数据库（就是redis.conf中配置的"database"数量，默认为16）
    
    • 检查当前库中的指定个数个key（默认是每个库检查20个key，注意相当于该循环执行20次，循环体时下边的描述）
      
      • 如果当前库中没有一个key设置了过期时间，直接执行下一个库的遍历
      • 随机获取一个设置了过期时间的key，检查该key是否过期，如果过期，删除key
      • 判断定期删除操作是否已经达到指定时长，若已经达到，直接退出定期删除。

2.5 RDB对过期key的处理

过期key对RDB没有任何影响

• 从内存数据库持久化数据到RDB文件
  
  • 持久化key之前，会检查是否过期，过期的key不进入RDB文件
• 从RDB文件恢复数据到内存数据库
  
  • 数据载入数据库之前，会对key先进行过期检查，如果过期，不导入数据库（主库情况）

2.6 AOF对过期key的处理

过期key对AOF没有任何影响

• 从内存数据库持久化数据到AOF文件：
  
  • 当key过期后，还没有被删除，此时进行执行持久化操作（该key是不会进入aof文件的，因为没有发生修改命令）
  • 当key过期后，在发生删除操作时，程序会向aof文件追加一条del命令（在将来的以aof文件恢复数据的时候该过期的键就会被删掉）
• AOF重写
  
  • 重写时，会先判断key是否过期，已过期的key不会重写到aof文件

3、Redis的内存淘汰机制

3.1 机制介绍

• 大概有8种机制
  
  • （1）volatile-lru：从已设置过期时间的数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰。
  • （2）volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集中挑选将要过期的数据淘汰。
  • （3）volatile-random：从已设置过期时间的数据集中任意选择数据淘汰。
  • （4）volatile-lfu：从已设置过期时间的数据集挑选使用频率最低的数据淘汰。
  • （5）allkeys-lru：从数据集中挑选最近最少使用的数据淘汰
  • （6）allkeys-lfu：从数据集中挑选使用频率最低的数据淘汰。
  • （7）allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰
  • （8） no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据，这也是默认策略。意思是当内存不足以容纳新入数据时，新写入操作就会报错，请求可以继续进行，线上任务也不能持续进行，采用no-enviction策略可以保证数据不被丢失。

4、关于pipeLine

• 理解为将多个redis命令放在一个事务中执行。