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Redis中的鍵值過期操作

2019.11.12 19:14 887瀏覽

圖片描述

1.過期設置

Redis 中設置過期時間主要通過以下四種方式:

  • expire key seconds:設置 key 在 n 秒后過期;
  • pexpire key milliseconds:設置 key 在 n 毫秒后過期;
  • expireat key timestamp:設置 key 在某個時間戳(精確到秒)之后過期;
  • pexpireat key millisecondsTimestamp:設置 key 在某個時間戳(精確到毫秒)之后過期;

下面分別來看以上這些命令的具體實現。

1)expire:N 秒后過期

127.0.0.1:6379> set key value
OK
127.0.0.1:6379> expire key 100
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key
(integer) 97

其中命令 ttl 的全稱是 Time To Live 表示此鍵值在 n 秒后過期。例如,上面的結果 97 表示 key 在 97s 后過期。

2)pexpire:N 毫秒后過期

127.0.0.1:6379> set key2 value2
OK
127.0.0.1:6379> pexpire key2 100000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pttl key2
(integer) 94524

其中 pexpire key2 100000 表示設置 key2 在 100000 毫秒(100秒)后過期。

3)expireat:過期時間戳精確到秒

127.0.0.1:6379> set key3 value3
OK
127.0.0.1:6379> expireat key3 1573472683
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key3
(integer) 67

其中 expireat key3 1573472683 表示 key3 在時間戳 1573472683 后過期(精確到秒),使用 ttl 查詢可以發現在 67s 后 key3 會過期。

小貼士:在 Redis 可以使用 time 命令查詢當前時間的時間戳(精確到秒),示例如下:
127.0.0.1:6379> time

  1. “1573472563”
  2. “248426”

4)pexpireat:過期時間戳精確到毫秒

127.0.0.1:6379> set key4 value4
OK
127.0.0.1:6379> pexpireat key4 1573472683000
(integer) 1
127.0.0.1:6379> pttl key4
(integer) 3522

其中 pexpireat key4 1573472683000 表示 key4 在時間戳 1573472683000 后過期(精確到毫秒),使用 ttl 查詢可以發現在 3522ms 后 key4 會過期。

5)字符串中的過期操作

字符串中幾個直接操作過期時間的方法,如下列表:

  • set key value ex seconds:設置鍵值對的同時指定過期時間(精確到秒);
  • set key value ex milliseconds:設置鍵值對的同時指定過期時間(精確到毫秒);
  • setex key seconds valule:設置鍵值對的同時指定過期時間(精確到秒)。

實現示例如下:

① set key value ex seconds

127.0.0.1:6379> set k v ex 100
OK
127.0.0.1:6379> ttl k
(integer) 97

② set key value ex milliseconds

127.0.0.1:6379> set k2 v2 px 100000
OK
127.0.0.1:6379> pttl k2
(integer) 92483

③ setex key seconds valule

127.0.0.1:6379> setex k3 100 v3
OK
127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) 91

2.移除過期時間

使用命令: persist key 可以移除鍵值的過期時間,如下代碼所示:

127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) 97
127.0.0.1:6379> persist k3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl k3
(integer) -1

可以看出第一次使用 ttl 查詢 k3 會在 97s 后過期,當使用了 persist 命令之后,在查詢 k3 的存活時間發現結果是 -1,它表示 k3 永不過期。

3.Java實現過期操作

本文將使用 Jedis 框架來實現對 Redis 過期時間的操作,如下代碼所示:

public class TTLTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 創建 Redis 連接
        Jedis jedis = new Jedis("xxx.xxx.xxx.xxx", 6379);
        // 設置 Redis 密碼(如果沒有密碼,此行可省略)
        jedis.auth("xxx");
        // 存儲鍵值對(默認情況下永不過期)
        jedis.set("k", "v");
        // 查詢 TTL(過期時間)
        Long ttl = jedis.ttl("k");
        // 打印過期日志
        System.out.println("過期時間:" + ttl);
        // 設置 100s 后過期
        jedis.expire("k", 100);
        // 等待 1s 后執行
        Thread.sleep(1000);
        // 打印過期日志
        System.out.println("執行 expire 后的 TTL=" + jedis.ttl("k"));
    }
}

程序的執行結果為:

過期時間:-1
執行 expire 后的 TTL=99

可以看出使用 Jedis 來操作 Redis 的過期時間還是很方便的,可直接使用 jedis.ttl("k") 查詢鍵值的生存時間,使用 jedis.expire("k",seconds) 方法設置過期時間(精確到秒)。

小貼士:使用 Jedis 之前,先要把 Jedis 引入到程序中,如果使用的是 Maven 項目的,直接在 pom.xml 文件中添加以下引用:

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/redis.clients/jedis -->
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
    <version>version</version>
</dependency>

更多過期操作方法,如下列表:

  • pexpire(String key, long milliseconds):設置 n 毫秒后過期;
  • expireAt(String key, long unixTime):設置某個時間戳后過期(精確到秒);
  • pexpireAt(String key, long millisecondsTimestamp):設置某個時間戳后過期(精確到毫秒);
  • persist(String key):移除過期時間。

完整示例代碼如下:

public class TTLTest {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // 創建 Redis 連接
        Jedis jedis = new Jedis("xxx.xxx.xxx.xxx", 6379);
        // 設置 Redis 密碼(如果沒有密碼,此行可省略)
        jedis.auth("xxx");
        // 存儲鍵值對(默認情況下永不過期)
        jedis.set("k", "v");
        // 查詢 TTL(過期時間)
        Long ttl = jedis.ttl("k");
        // 打印過期日志
        System.out.println("過期時間:" + ttl);
        // 設置 100s 后過期
        jedis.expire("k", 100);
        // 等待 1s 后執行
        Thread.sleep(1000);
        // 打印過期日志
        System.out.println("執行 expire 后的 TTL=" + jedis.ttl("k"));
        // 設置 n 毫秒后過期
        jedis.pexpire("k", 100000);
        // 設置某個時間戳后過期(精確到秒)
        jedis.expireAt("k", 1573468990);
        // 設置某個時間戳后過期(精確到毫秒)
        jedis.pexpireAt("k", 1573468990000L);
        // 移除過期時間
        jedis.persist("k");
    }
}

4.持久化中的過期鍵

上面我們講了過期鍵在 Redis 正常運行中一些使用案例,接下來,我們來看 Redis 在持久化的過程中是如何處理過期鍵的。
Redis 持久化文件有兩種格式:RDB(Redis Database)和 AOF(Append Only File),下面我們分別來看過期鍵在這兩種格式中的呈現狀態。

1)RDB中的過期鍵

RDB 文件分為兩個階段,RDB 文件生成階段和加載階段。

① RDB 文件生成

從內存狀態持久化成 RDB(文件)的時候,會對 key 進行過期檢查,過期的鍵不會被保存到新的 RDB 文件中,因此 Redis 中的過期鍵不會對生成新 RDB 文件產生任何影響。

② RDB 文件加載

RDB 加載分為以下兩種情況:

  • 如果 Redis 是主服務器運行模式的話,在載入 RDB 文件時,程序會對文件中保存的鍵進行檢查,過期鍵不會被載入到數據庫中。所以過期鍵不會對載入 RDB 文件的主服務器造成影響;
  • 如果 Redis 是從服務器運行模式的話,在載入 RDB 文件時,不論鍵是否過期都會被載入到數據庫中。但由于主從服務器在進行數據同步時,從服務器的數據會被清空。所以一般來說,過期鍵對載入 RDB 文件的從服務器也不會造成影響。

RDB 文件加載的源碼可以在 rdb.c 文件的 rdbLoad() 函數中找到,源碼所示:

/* Check if the key already expired. This function is used when loading
* an RDB file from disk, either at startup, or when an RDB was
* received from the master. In the latter case, the master is
* responsible for key expiry. If we would expire keys here, the
* snapshot taken by the master may not be reflected on the slave. 
*
* 如果服務器為主節點的話,
* 那么在鍵已經過期的時候,不再將它們關聯到數據庫中去
*/
if (server.masterhost == NULL && expiretime != -1 && expiretime < now) {
    decrRefCount(key);
    decrRefCount(val);
    // 跳過
    continue;
}

2)AOF中的過期鍵

① AOF 文件寫入

當 Redis 以 AOF 模式持久化時,如果數據庫某個過期鍵還沒被刪除,那么 AOF 文件會保留此過期鍵,當此過期鍵被刪除后,Redis 會向 AOF 文件追加一條 DEL 命令來顯式地刪除該鍵值。

② AOF 重寫

執行 AOF 重寫時,會對 Redis 中的鍵值對進行檢查已過期的鍵不會被保存到重寫后的 AOF 文件中,因此不會對 AOF 重寫造成任何影響。

5.主從庫的過期鍵

當 Redis 運行在主從模式下時,從庫不會進行過期掃描,從庫對過期的處理是被動的。也就是即時從庫中的 key 過期了,如果有客戶端訪問從庫時,依然可以得到 key 對應的值,像未過期的鍵值對一樣返回。

從庫的過期鍵處理依靠主服務器控制,主庫在 key 到期時,會在 AOF 文件里增加一條 del 指令,同步到所有的從庫,從庫通過執行這條 del 指令來刪除過期的 key。

6.小結

本文我們知道了 Redis 中的四種設置過期時間的方式:expire、pexpire、expireat、pexpireat,其中比較常用的是 expire 設置鍵值 n 秒后過期。

字符串中可以在添加鍵值的同時設置過期時間,并可以使用 persist 命令移除過期時間。同時我們也知道了過期鍵在 RDB 寫入和 AOF 重寫時都不會被記錄。

過期鍵在主從模式下,從庫對過期鍵的處理要完全依靠主庫,主庫刪除過期鍵之后會發送 del 命令給所有的從庫。

本文的知識點,如下圖所示:
image.png

7.引用&鳴謝

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