面试题：Redis过期键删除策略的自动化实现之基础知识

Question

请简述Redis常用的过期键删除策略有哪些，并说明在自动化实现过程中，惰性删除和定期删除各自的优缺点。

Answer 1

Redis常用过期键删除策略

1. 惰性删除：键值在被访问时，如果发现已过期，则进行删除操作。
2. 定期删除：Redis会定期从过期字典中随机抽取一定数量的键进行检查，并删除其中已过期的键。
3. 内存淘汰机制：当Redis内存使用达到一定阈值（maxmemory）时，会根据设置的淘汰策略（如volatile-lru、allkeys-lru等）删除部分键值对，以此来释放内存，淘汰策略可能涉及到过期键和未过期键。

惰性删除优缺点

1. 优点：
   • 节省CPU资源：只有在键被访问时才检查是否过期并删除，不会在键过期时立即消耗CPU资源，避免了集中式的删除操作对CPU的压力。
   • 简单高效：实现逻辑简单，只需要在每次访问键时增加一个过期检查逻辑即可。
2. 缺点：
   • 浪费内存：如果过期的键长时间未被访问，会一直占用内存空间，导致内存使用效率降低，尤其在过期键数量较多的情况下，可能造成内存浪费，甚至导致内存不足。
   • 存在数据不一致：在键过期到被访问删除这段时间内，数据实际已经过期但仍然可以被访问到，可能会导致业务逻辑上的数据不一致问题。

定期删除优缺点

1. 优点：
   • 内存友好：通过定期随机检查并删除过期键，能够及时释放过期键占用的内存，避免大量过期键长时间占用内存，提高了内存的使用效率。
   • 减少数据不一致性：相比于惰性删除，定期删除能在一定程度上减少过期键在过期后仍被访问的时间窗口，降低数据不一致的可能性。
2. 缺点：
   • CPU压力：定期执行删除操作会占用CPU资源，如果设置的检查频率过高、每次检查的键数量过多，可能会对Redis的性能产生影响，尤其是在高并发环境下，可能会导致Redis响应时间变长。
   • 删除不彻底：由于是随机抽取部分键进行检查，可能会遗漏一些过期键，导致部分过期键不能及时被删除，仍然存在一定程度的内存浪费和数据不一致问题。