面试题：Redis过期键删除策略之定期删除场景分析

Question

在Redis中，定期删除策略是如何工作的？请举例说明在缓存业务场景下，定期删除策略是怎样应用以平衡内存占用和CPU消耗的。

Answer 1

Redis定期删除策略工作原理

1. 随机抽查：Redis并非对所有设置了过期时间的键进行逐一检查是否过期，而是随机从设置了过期时间的键空间中挑选一定数量的键。
2. 判定删除：对挑选出的键，检查其是否过期，如果过期则删除该键。
3. 定期执行：这个抽查删除操作是定期执行的，执行周期由配置文件中的hz参数控制，hz表示每秒执行的次数，默认值为10，即每秒执行10次。

缓存业务场景下的应用

1. 平衡内存占用和CPU消耗：
   • 内存占用：如果不进行定期删除，随着时间推移，大量过期的缓存数据会一直占用内存，导致内存占用过高，甚至可能引发内存溢出等问题。定期删除策略能及时清理过期数据，从而控制内存占用。
   • CPU消耗：如果检查频率过高，每次检查的键过多，会大量消耗CPU资源，影响Redis处理其他命令的性能。Redis采用随机抽查少量键的方式，既不会让过期数据长时间占用内存，又不会过度消耗CPU。
2. 举例： 假设我们有一个电商网站的商品详情缓存业务场景。每个商品的详情在缓存中设置了1小时的过期时间。
   • 设置缓存：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)
product_id = "12345"
product_detail = "商品详细信息"
r.setex(product_id, 3600, product_detail)  # 设置商品详情缓存，过期时间3600秒（1小时）

• 定期删除过程：Redis后台每秒会按照hz（默认10次）的频率，从所有设置了过期时间的键（包括我们这个商品详情键）中随机抽取一部分键进行检查。如果抽到了这个商品详情键且它已过期，就会将其删除。这样既不会因为一直保留过期的商品详情缓存而占用过多内存，也不会因为频繁检查所有键而大量消耗CPU，实现了内存占用和CPU消耗的平衡。