面试题：Redis链表在缓存过期策略业务场景中的应用

Question

在缓存过期策略的业务场景下，简述Redis链表是如何协助实现高效的过期键管理的？

Answer 1

1. 过期字典存储
   • Redis使用一个字典（称为过期字典）来存储所有设置了过期时间的键的过期时间戳。这个字典的键是指向键对象的指针，值是过期时间的毫秒数。
2. 链表辅助作用
   • 惰性删除：当客户端访问一个键时，Redis首先检查该键是否存在于过期字典中。如果存在且当前时间超过了过期时间，Redis会从数据库中删除该键。在这个过程中，链表并没有直接参与惰性删除的核心逻辑，但链表可以间接协助减少整体的内存使用，使得惰性删除在有大量过期键的情况下仍能有效工作。
   • 定期删除：
     • Redis会定期随机抽取一些设置了过期时间的键进行检查并删除过期键。为了提高效率，Redis使用了一个链表结构来管理这些过期键可能存在的数据库。
     • 每个数据库都有一个过期键链表，这个链表将所有设置了过期时间的键按插入顺序连接起来。当进行定期删除时，Redis可以从这个链表中随机选取一定数量的键进行过期检查。这种链表结构使得Redis能够快速定位到可能过期的键，而不需要遍历整个数据库，从而实现高效的过期键管理。通过这种方式，在定期删除过程中，链表减少了检查过期键时的遍历范围，提升了过期键管理的效率。