Redis里头那些过期问题咋整，聊聊几种实用的解决办法和思路

Redis这个内存数据库,速度快是快，但内存是有限的，不可能啥数据都永远放着，所以它提供了一个给数据设置过期时间的功能，到点就自动删除，这个功能非常关键，但有时候你会发现，有些键明明设了过期时间，怎么好像没及时消失？或者大量键同时过期导致服务器卡了一下？这些问题就是咱们要聊的“过期问题”。

核心机制：Redis是怎么清理过期键的？

要解决问题,得先知道它咋工作的，Redis删除过期键主要靠两种策略配合，这就像你打扫房间：

1. 被动删除（惰性删除）：这是“用到才检查”的策略，当客户端尝试访问一个键时，Redis会先检查一下这个键是否已经过期了，如果过期了，当场就把它删掉，然后返回空值给客户端，这个方式很及时，但有个大问题：如果一个过期键一直没人访问，那它就会一直占着内存不释放，成了“垃圾”。

2. 主动删除（定期删除）：这是“定期巡检”的策略，因为光靠被动删除会内存泄漏，所以Redis会每隔一段时间（默认是每秒10次，可配置）随机抽取一些设置了过期时间的键进行检查，如果发现有过期的，就删除掉，这次抽多少样本（默认20个），如果发现这批样本里过期键的比例很高（超过25%），它会立即再抽一批，循环下去，直到过期键的比例降下来，这个方式是为了解决“垃圾”一直堆积的问题。

常见的过期问题与解决思路

了解了基本机制,就能理解为什么会出问题了，主要有以下几种情况和应对办法：

大量键集中过期，导致服务间歇性卡顿（缓存雪崩的一种情况）

• 现象：比如你有一批缓存数据，都设置在凌晨2点同时过期，到了2点，瞬间大量请求发现缓存没了，全都涌向数据库去查数据，数据库压力陡增，可能被打挂，Redis本身在2点这个时刻，主动删除策略会瞬间遇到海量过期键，清理工作会消耗大量CPU资源，可能导致Redis本身也响应变慢。
• 解决思路：分散过期时间，这是最核心、最有效的一招，不要设置一个固定的过期时间。
  • 基础版：在设置过期时间时，加一个随机数，原本都缓存1小时，现在可以改成缓存 3600 + random.randint(0, 300) 秒（即1小时到1小时5分钟之间），这样就能把大量键的过期时间打散，避免同时失效。
  • 进阶版（考虑热点数据）：对于特别热门的数据，甚至可以设置永不过期，然后通过后台逻辑或发布订阅机制，在数据源变更时主动更新缓存，这样就完全绕开了过期问题。

过期键删除不及时，内存占用居高不下

• 现象：你可能通过info memory命令发现，有很多键明明应该过期了，但内存还是没有降下来，这通常是因为这些键很长时间没有被访问（躲过了被动删除），而主动删除的抽样又一直没抽到它们（运气好）。
• 解决思路：调整删除策略或使用淘汰策略兜底。
  • 调整主动删除参数：Redis的主动删除配置（hz参数）默认是10，表示每秒进行10次抽样清理，在Redis 4.0以后，你可以适当调高这个值（比如调到20或50），会增加CPU的消耗，但能更频繁地清理过期键，让内存回收更及时，这是个权衡（Trade-Off）。
  • 设置内存淘汰策略（终极保险）：这是最重要的一步，光靠过期删除不保险，你必须配置maxmemory-policy，当Redis内存使用达到上限时，这个策略会生效，自动淘汰一些键来腾出空间，常用的策略有：
    • volatile-lru：从设置了过期时间的键中，淘汰最近最少使用的。
    • allkeys-lru：从所有键中，淘汰最近最少使用的。
    • volatile-ttl：从设置了过期时间的键中，淘汰剩余存活时间最短的。 推荐使用volatile-lru，它能保证只淘汰那些有过期时间的“候选”键，不会动你的永久数据，这个策略确保了即使有漏网的过期键，在内存不足时也会被清理掉，不会导致内存爆满。

如何知道一个键是因为不存在而返回nil，还是因为过期被删除了？

• 现象：你获取一个键，返回了空（nil），你无法区分是这个键本来就不存在，还是它存在但刚刚过期被删掉了，在一些需要精确判断的业务场景下，这可能会造成困扰。
• 解决思路：使用额外的数据结构或命令。
  • 笨办法但有效：在设置键的同时，在另一个Set或Hash里也记录下这个键名，判断时，先检查这个“目录”，如果目录里有，但主键查不到，就说明是过期了；如果目录里也没有，就说明根本不存在。
  • 利用Redis的“坟场”标记（高级用法）：当一个键过期时，可以通过Redis的keyspace notifications（键空间通知）功能发布一个事件，你的应用程序可以订阅这些事件，当收到某个键的expired事件时，就在另一个地方（比如另一个Redis键或数据库）做个记录，标记这个键是“已过期”状态，这样查询时就能精确判断了，注意，这个功能需要额外开启，并且会对性能有轻微影响。

总结一下

处理Redis的过期问题,核心思路就几点：

1. 预防为主：通过给过期时间加随机值，避免大量键同时失效，这是成本最低、效果最好的办法。
2. 配置兜底：一定要设置合理的内存淘汰策略（如volatile-lru），这是防止内存泄漏的最后一道坚固防线。
3. 按需调优：如果对内存释放的及时性要求很高，可以适当调高主动删除的频率，但要监控CPU成本。
4. 特殊需求特殊处理：对于需要精确感知过期事件的场景，可以考虑使用键空间通知等高级功能。

把这些结合起来用,Redis的过期问题基本就能被控制在可接受的范围内了。