面试题：Redis设置键过期时间的常见方法及注意事项

Question

在Redis中，有哪些常见的设置键过期时间的方法？在设置过期时间时，可能会遇到哪些问题，应该如何避免？

Answer 1

常见设置键过期时间的方法

1. SETEX命令：SET key seconds value，在设置键值对的同时设置过期时间（以秒为单位）。例如：SETEX mykey 60 "Hello"，表示设置键mykey的值为Hello，并在60秒后过期。
2. SETPX命令：SETPX key milliseconds value，在设置键值对的同时设置过期时间（以毫秒为单位）。例如：SETPX mykey 10000 "World"，表示设置键mykey的值为World，并在10000毫秒（10秒）后过期。
3. EXPIRE命令：EXPIRE key seconds，为已存在的键设置过期时间（以秒为单位）。例如：先SET mykey "Value"，再EXPIRE mykey 30，表示为键mykey设置30秒后过期。
4. PEXPIRE命令：PEXPIRE key milliseconds，为已存在的键设置过期时间（以毫秒为单位）。例如：PEXPIRE mykey 5000，表示为键mykey设置5000毫秒（5秒）后过期。
5. EXPIREAT命令：EXPIREAT key timestamp，设置键在指定的UNIX时间戳（以秒为单位）过期。例如：EXPIREAT mykey 1679779200，表示键mykey在对应的时间戳1679779200（假设此时间戳对应未来某时刻）过期。
6. PEXPIREAT命令：PEXPIREAT key milliseconds-timestamp，设置键在指定的UNIX时间戳（以毫秒为单位）过期。例如：PEXPIREAT mykey 1679779200000，表示键mykey在对应的毫秒时间戳1679779200000（假设此时间戳对应未来某时刻）过期。

设置过期时间可能遇到的问题及避免方法

1. 过期时间设置不合理
   • 问题：如果设置的过期时间过短，可能导致频繁地重新生成数据，增加系统开销；如果设置过长，可能会占用过多内存资源，尤其是对那些不需要长期保存的数据。
   • 避免方法：对业务数据进行详细分析，结合实际使用场景和数据更新频率，合理评估过期时间。例如对于一些实时性要求不高的缓存数据，可以设置相对较长的过期时间；而对于一些动态变化频繁的数据，设置较短的过期时间。
2. 缓存雪崩
   • 问题：大量缓存键在同一时间过期，导致大量请求直接访问后端数据库，可能压垮数据库。
   • 避免方法：
     • 分散过期时间：在设置过期时间时，加入一个随机的时间偏移量，使得过期时间分散在一个时间段内，而不是集中在同一时刻。例如，原本设置过期时间为60秒，可以设置为55 - 65秒之间的随机值。
     • 使用互斥锁：在缓存失效时，通过互斥锁（如Redis的SETNX命令）保证只有一个请求去重建缓存，其他请求等待，从而避免大量请求同时访问后端数据库。
3. 缓存穿透
   • 问题：查询一个不存在的数据，由于缓存不命中，每次都会查询数据库，若有大量这种请求，会导致数据库压力增大。
   • 避免方法：
     • 布隆过滤器：在查询之前，先通过布隆过滤器判断数据是否存在。布隆过滤器可以快速判断一个元素是否在集合中，虽然存在一定误判率，但可以大幅减少对不存在数据的数据库查询。
     • 缓存空值：当查询数据库发现数据不存在时，也将空值缓存起来，并设置较短的过期时间，这样下次查询相同不存在的数据时，直接从缓存获取空值，避免再次查询数据库。
4. 持久化影响
   • 问题：在使用RDB持久化时，可能在过期键还未过期时就进行了快照，这样恢复数据后，过期键可能会依然存在；AOF持久化中，如果重写AOF文件时，过期键还未过期，重写后该键也会依然存在。
   • 避免方法：
     • RDB：合理设置RDB快照的时间间隔，尽量在过期键过期后再进行快照。或者在恢复数据后，手动检查并删除过期键。
     • AOF：在AOF重写时，确保只将未过期的键写入新的AOF文件。Redis在AOF重写时会自动处理这个问题，只要使用较新版本的Redis，一般无需额外处理。