泰州建设局网站安监站通报,做网站需学什么,企业展示网站建设多少钱,创建论坛网站如果一个键过期了#xff0c;那么它什么时候会被删除呢?
这个问题有三种可能的答案#xff0c;它们分别代表了三种不同的删除策略#xff1a;
1.定时删除#xff1a;在设置键的过期时间的同时#xff0c;创建一个定时器(timer)#xff0c;让定时器在键的过期时间来临时…如果一个键过期了那么它什么时候会被删除呢?
这个问题有三种可能的答案它们分别代表了三种不同的删除策略
1.定时删除在设置键的过期时间的同时创建一个定时器(timer)让定时器在键的过期时间来临时立即执行对键的删除操作。
2.惰性删除放任键过期不管但是每次从键空间中获取键时都检查取得的键是否过期如果过期的话就删除该键如果没有过期就返回该键。
3.定期删除每隔一段时间程序就对数据库进行一次检查删除里面的过期键。至于要删除多少过期键以及要检查多少个数据库则由算法决定。 在这三种策略中第一种和第三种为主动删除策略而第二种则为被动删除策略。 定时删除
定时删除策略对内存是最友好的通过使用定时器定时删除策略可以保证过期键会尽可能快地被删除并释放过期键所占用的内存。 另一方面定时删除策略的缺点是它对CPU时间是最不友好的在过期键比较多的情况下删除过期键这一行为河能会占用相当一部分CPU时间在内存不紧张但是CPU时间非常紧张的情况下将CPU时间用在删除和当前任务无关的过期键上无疑会对服务器的响应时间和吞吐量造成影响。 例如如果正有大量的命令请求在等待服务器处理并且服务器当前不缺少内存那么服务器应该优先将CPU时间用在处理客户端的命令请求上面而不是用在删除过期键上面。 除此之外创建一个定时器需要用到Redis服务器中的时间事件而当前时间事件的实现方式——无序链表查找一个事件的时间复杂度为0(N)——并不能高效地处理大量时间事件。
因此要让服务器创建大量的定时器从而实现定时删除策略在现阶段来说并不现实。 惰性删除
惰性删除策略对CPU时间来说是最友好的:程序只会在取出键时才对键进行过期检查这可以保证删除过期键的操作只会在非做不可的情况下进行并且删除的目标仅限于当前处理的键这个策略不会在删除其他无关的过期键上花费任何CPU时间。 惰性删除策略的缺点是它对内存是最不友好的如果一个键已经过期而这个键又仍然保留在数据库中那么只要这个过期键不被删除它所占用的内存就不会释放。 在使用惰性删除策略时如果数据库中有非常多的过期键而这些过期键又恰好没有被访问到的话那么它们也许永远也不会被删除(除非用户手动执行FLUSHDB)我们甚至可以将这种情况看作是一种内存泄漏——无用的垃圾数据占用了大量的内存而服务器却不会自己去释放它们这对于运行状态非常依赖于内存的Redis服务器来说肯定不是一个好消息。 举个例子对于一些和时间有关的数据比如日志(log)在某个时间点之后对它们的访问就会大大减少甚至不再访问如果这类过期数据大量地积压在数据库中用户以为服务器已经自动将它们删除了但实际上这些键仍然存在而且键所占用的内存也没有释放那么造成的后果肯定是非常严重的。 定期删除
从上面对定时删除和惰性删除的讨论来看这两种删除方式在单一使用时都有明显的缺陷
定时删除占用太多CPU时间影响服务器的响应时间和吞吐量。
惰性删除浪费太多内存有内存泄漏的危险。 定期删除策略是前两种策略的一种整合和折中
定期删除策略每隔一段时间执行一次删除过期键操作并通过限制删除操作执行的时长和频率来减少删除操作对CPU时间的影响。
除此之外通过定期删除过期键定期删除策略有效地减少了因为过期键而带来的内存浪费。 定期删除策略的难点是确定删除操作执行的时长和频率
如果删除操作执行得太频繁或者执行的时间太长定期删除策略就会退化成定时删除策略以至于将CPU时间过多地消耗在删除过期键上面。
如果删除操作执行得太少或者执行的时间太短定期删除策略又会和惰性删除策略一样出现浪费内存的情况。 因此如果采用定期删除策略的话服务器必须根据情况合理地设置删除操作的执行时长和执行频率。 前面我们讨论了定时删除、惰性删除和定期删除三种过期键删除策略Redis服务器实际使用的是惰性删除和定期删除两种策略通过配合使用这两种删除策略服务器可以很好地在合理使用CPU时间和避免浪费内存空间之间取得平衡。 接下来我们将对Redis服务器中惰性删除和定期删除的具体实现进行说明。
惰性删除策略的实现
过期键的惰性删除策略由db.c/expireIfNeeded函数实现所有读写数据库的Redis命令在执行之前都会调用expireIfNeeded函数对输入键进行检查
如果输入键已经过期那么expireIfNeeded函数将输入键从数据库中删除。
如果输入键未过期那么expireIfNeeded函数不做动作。
命令调用expireIfNeeded函数的过程如下图所示。 expireIfNeeded函数就像一个过滤器它可以在命令真正执行之前过滤掉过期的输入键从而避免命令接触到过期键。 另外因为每个被访问的键都可能因为过期而被expireIfNeeded函数删除所以每个命令的实现函数都必须能同时处理键存在以及键不存在这两种情况
当键存在时命令按照键存在的情况执行。
当键不存在或者键因为过期而被expireIfNeeded函数删除时命令按照键不存在的情况执行。 举个例子下图展示了GET命令的执行过程在这个执行过程中命令需要判断键是否存在以及键是否过期然后根据判断来执行合适的动作。 定期删除策略的实现
过期键的定期删除策略由redis.c/activeExpireCycle函数实现每当Redis的服务器周期性操作redis.c/serverCron函数执行时activeExpireCycle函数就会被调用它在规定的时间内分多次遍历服务器中的各个数据库从数据库的expires字典中随机检查一部分键的过期时间并删除其中的过期键。
整个过程可以用伪代码描述如下
#默认每次检查的数据库数量
DEFAULT DB NUMBERS 16#默认每个数据库检查的键数量
DEFAULT KEY NUMBERS 20#全局变量记录检查进度
current_db 0
def activeExpireCycle();#初始化要检查的数据库数量#如果服务器的数据库数量比 DEFAULT_DB_NUMBERS 要小#那么以服务器的数据库数量为准if server.dbnum DEFAULT_DB_NUMBERS;db_numbers server.dbnumelse:db_numbers DEFAULT_DB_NUMBERS#遍历各个数据库for i in range (db_numbers);#如果current_db的值等于服务器的数据库数量#这表示检查程序已经遍历了服务器的所有数据库一次#将current_db重置为0开始新的一轮遍历if current_db server.dbnum;current_db 0#获取当前要处理的数据库redisDb server.db[current_db]#将数据库索引增1指向下一个要处理的数据库current_db 1#检查数据库键for j in range (DEFAULT_KEY_NUMBERS);#如果数据库中没有一个键带有过期时间那么跳过这个数据库if redisDb.expires.size() 0: break .#随机获取一个带有过期时间的键key_with_ttl redisDb.expires.get_random_key()#检查键是否过期如果过期就删除它if is_expired(key_with_ttl);delete_key(key_with_ttl)#已达到时间上限停止处理if reach_time_limit(): return activeExpireCycle函数的工作模式可以总结如下:
函数每次运行时都从一定数量的数据库中取出一定数量的随机键进行检查并删除其中的过期键。
全局变量current_ db会记录当前activeExpireCycle函数检查的进度并在下一次activeExpireCycle函数调用时接着上一次的进度进行处理。比如说如果当前activeExpireCycle函数在遍历10号数据库时返回了那么下次activeExpireCycle函数执行时将从11号数据库开始查找并删除过期键。
随着activeExpireCycle函数的不断执行服务器中的所有数据库都会被检查一遍这时函数将current_ db变量重置为0然后再次开始新一轮的检查工作。
