重构Redis，按时彻底清除过期数据（redis 清除过期时间）
Redis是一款高性能的NoSQL数据库，因为其快速、稳定的特性，被广泛应用于缓存、消息队列、排行榜等场景。但是，随着Redis中的数据不断增加，会涉及到过期数据的清除。如果不及时清除，将会导致Redis的性能下降，甚至崩溃。因此，重构Redis中的过期数据清除功能，是一个突破红线、提高Redis性能的必要措施。
一、Redis中的数据过期机制
Redis中的数据过期机制是通过设置键值对的TTL（Time To Live）来实现的，TTL就是键值对的生存时间。当键值对的TTL到期后，Redis会根据配置的清除策略将其清除掉。清除策略主要有两种：惰性删除、定时删除。
1.惰性删除
惰性删除就是指在读取键值对时，判断它是否过期，如果过期就删除。因此在键值对过期前，它一直存在于Redis中。这种方法的好处是可以节省CPU和内存资源，但是会导致Redis的内存占用率较高，清除策略不够及时。
2.定时删除
定时删除就是在Redis内部开启一个线程，周期性地淘汰已过期的键值对。这种方法的好处是可以保证Redis内存的使用量始终在一个合理的范围内，但是会占用大量的CPU和内存资源。
二、Redis过期数据清除的问题
尽管Redis的清除策略设计得非常精细，但是在实际应用中还是会存在以下问题：
1.数据过期不准确
Redis的过期功能是以每秒一次的精度来执行的。也就是说，如果一个键值对的TTL时间恰好为1微秒，在下一次定时删除前，它将一直存在Redis中。也就是说，Redis的过期功能无法精确地处理小于1秒的过期时间，这会导致一些不必要的内存占用和Redis性能问题。
2.数据清除不及时
由于过期数据的清除是通过惰性删除和定时删除两种方式进行的，这意味着过期数据并不会立即从Redis中清除。特别是在数据量大的时候，清除过期数据需要占用更多的CPU和内存资源。这会影响Redis的性能，甚至会导致Redis的崩溃。
三、重构Redis中清除过期数据的方案
以上就是Redis中过期数据清除所存在的问题。为了解决这些问题，我们可以在Redis中实现以下方案：
1.精确度更高的过期数据清除
针对Redis清除过期数据精度不够的问题，可以将所有以微秒为单位的TTL转换为以秒为单位，避免过期数据清除时间不准确。
2.清除过期数据的优化措施
为了解决Redis清除过期数据时间不及时的问题，我们可以通过两种方式来优化过期数据的清除。
一种是基于惰性删除的优化措施：每次读取过期数据，可以将其标记为过期数据，等到下一次读取时再进行清除。
另一种是基于定时删除的优化措施：可以通过增加线程数量、异步删除等方式，提高清除过期数据的效率，避免占用过多的CPU和内存资源。
通过上述方案的优化，我们可以实现Redis的有效清除过期数据，提高Redis的性能，提升数据可靠性。下面给出一个Python实现代码：
“`python
import redis
import time
import threading
class RedisExpire(object):
def __init__(self, host, password, port, db, read_timeout=10):
self.pool = redis.ConnectionPool(host=host, password=password, port=port, db=db, decode_responses=True, socket_timeout=3, socket_keepalive=True, socket_keepalive_options=None, health_check_interval=20, max_connections=100, read_timeout=read_timeout)
self.client = redis.Redis(connection_pool=self.pool)
self.kill = False
self.current_time = int(time.time())
def expire(self, redis_key, seconds):
return self.client.expire(redis_key, seconds)
def set(self, redis_key, redis_value, seconds=None):
if seconds:
return self.client.set(redis_key, redis_value, ex=300)
else:
return self.client.set(redis_key, redis_value)
def start(self):
t = threading.Thread(target=self.clean_expired)
t.start()
def clean_expired(self):
while not self.kill:
time.sleep(1)
self.current_time = int(time.time())
all_keys = self.client.keys(‘*’)
expired_keys = []
for key in all_keys:
expire_time = self.client.ttl(key)
if expire_time == -1:
expired_keys.append(key)
elif expire_time
self.client.delete(key)
else:
pass
self.client.delete(*expired_keys)
def close(self):
self.kill = True
if __name__ == ‘__mn__’:
”’
实例化对象
”’
t1 = RedisExpire(‘localhost’, ”, port=6379, db=0)
”’
设置过期时间
”’
t1.set(‘test_key’, ‘test_value’, seconds=3600)
”’
启动过期检查线程
”’
t1.start()
”’
关闭线程
”’
time.sleep(3600)
t1.close()
通过以上代码的实现，可以快速地实现一个可以设置任意TTL级别的Redis过期数据清除工具，有效提高Redis的性能，提升数据的可靠性。
