深入理解Redis的六种过期策略及其优缺点
Redis是一种高性能的键值型数据库，它可以存储各种类型的数据，如字符串、列表、集合、散列、有序集合等。Redis支持为数据设置过期时间，当数据过期后，它会被自动删除，从而节省内存空间和提高查询效率。但是，Redis的过期策略并不是简单的定时删除，而是采用了一些复杂的算法和机制，以平衡内存消耗和性能开销。本文将介绍Redis的六种过期策略，分析它们的原理、优缺点和适用场景。
1. 定时删除
定时删除是最直观的过期策略，它在设置数据的过期时间时，就创建一个定时器，到达过期时间后，立即删除数据。这种策略可以保证数据的及时删除，避免占用多余的内存空间。但是，它也有很大的缺点：
1.定时器本身也需要消耗内存和CPU资源，如果数据量很大，定时器的数量也会很多，造成资源浪费。
2.定时器会影响Redis的主线程，导致阻塞或延迟。因为Redis是单线程模型，所有的操作都在一个线程中执行，如果定时器触发时，主线程正忙于其他任务，就会导致删除操作等待或延后执行。
因此，定时删除只适用于数据量较小且对删除时间要求较高的场景。
2. 惰性删除
惰性删除是一种被动的过期策略，它不会主动删除数据，而是在每次访问数据时，检查数据是否过期，如果过期了就删除。这种策略可以避免定时器带来的资源消耗和阻塞问题，但是也有以下缺点：
1.如果数据很少被访问或者根本不被访问，那么它们就永远不会被删除，造成内存泄漏。
2.如果数据被频繁访问，那么每次都要检查过期时间，增加了查询开销。
因此，惰性删除适用于数据量较大且访问频率适中的场景。
3. 定期删除
定期删除是一种折中的过期策略，它在定时删除和惰性删除之间取得一个平衡。它不会为每个数据创建定时器，也不会每次访问都检查过期时间，而是每隔一段时间（默认为10秒），从数据库中随机抽取一部分（默认为20个）数据进行检查和删除。这种策略可以减少资源消耗和阻塞问题，并且可以尽可能地释放内存空间。但是也有以下缺点：
1.它不能保证数据在过期时间后立即被删除，可能存在一定的延迟。
2.它不能保证所有的数据都能被检查到，可能存在一定的遗漏。
因此，定期删除适用于数据量较大且对删除时间要求不太高的场景。
4. 过期字典
过期字典是一种辅助的数据结构，它用于存储所有设置了过期时间的数据的键和过期时间。它是一个哈希表，键为数据的键，值为数据的过期时间。它可以帮助Redis快速地判断一个数据是否过期，而不需要访问数据本身。过期字典与上述三种过期策略配合使用，可以提高过期检查的效率。但是也有以下缺点：
1.它本身也需要占用一定的内存空间，如果设置了过期时间的数据很多，那么过期字典也会很大。
2.它需要与数据本身保持一致，如果数据被修改或删除，那么过期字典也要相应地更新或删除，这会增加一些开销。
因此，过期字典适用于需要快速判断数据是否过期的场景。
5. 过期集合
过期集合是另一种辅助的数据结构，它用于存储所有设置了过期时间的数据的键和过期时间。它是一个有序集合，成员为数据的键，分数为数据的过期时间。它可以帮助Redis按照过期时间的顺序来删除数据，而不需要随机抽取或遍历。