谈谈 Redis 的过期策略？

结论：Redis 用惰性删除 + 定期删除两种方式回收过期 key——访问时才判断是否过期，同时每 100 ms 抽样清理一部分。这套组合是"CPU 与内存的折中"：既不为每个 key 起定时器，也不保证到期立刻释放。因此过期不等于内存立即释放，业务上必须把"逻辑过期"和"物理删除"分开理解。

一、三种可能的设计，为什么只选两种

二、定期删除的抽样细节

每 100 ms 触发一次（hz 默认 10，即 serverCron 周期）
  │
  ├─ 从每个 db 的 expires 字典中随机抽 20 个 key
  ├─ 删除其中已过期的
  ├─ 若过期比例 > 25%，再抽 20 个继续（同一轮）
  └─ 单轮有时间上限（约 25% CPU 时间），超时就让出，下轮再来

这个"25% 阈值 + 时间上限"的设计保证：过期 key 密集时清理得快，但绝不会长时间霸占主线程。副作用是——大量 key 同时过期（集中过期）时，清理会反复触发，表现为延迟毛刺，这也是"TTL 要加随机抖动"的原因。

惰性删除路径（读命令执行时）：
  lookupKeyRead(key)
      ├─ 未过期 → 返回
      ├─ 已过期 → 删除该 key，返回 nil（同时向从库/AOF 传播 DEL）
      └─ 从库不主动过期，等主库的 DEL 传播

三、观测与配置

# 看某个 key 的剩余存活时间（-1 永不过期，-2 不存在）
redis-cli TTL order:1001
redis-cli PTTL order:1001

# 统计过期 key 数量与内存
redis-cli INFO keyspace
redis-cli INFO memory | grep -E "used_memory_human|mem_fragmentation_ratio"

# 采样观察"已过期但仍在内存"的 key
redis-cli --scan --pattern 'session:*' --count 1000 | head -50 | \
  xargs -I{} redis-cli TTL {}

# 定期删除的频率与力度
hz 10
dynamic-hz yes
# 内存到顶后的兜底：淘汰策略（过期 key 不是"被淘汰"，是被清理）
maxmemory 4gb
maxmemory-policy allkeys-lru

四、几个容易答错的点

• 过期 key 还在占内存：used_memory 不会因为 TTL 到期立刻下降，要等惰性或定期删除命中；MEMORY USAGE 仍能查到，TTL 返回负数。
• 从库的过期：从库不主动删除过期 key，只等主库传播 DEL/UNLINK；主从延迟期间读到的是"逻辑过期但仍存在"的数据，关键业务要容忍或用主库读。
• 持久化文件里的过期 key：RDB 加载时主库会丢弃已过期 key，从库则保留（等主库 DEL）；AOF 重写时也会剔除已过期 key。
• EXPIRE 覆盖 SET：SET 会清掉原有 TTL，改值又想保 TTL 要用 KEEPTTL。
• PERSIST：把 key 变永久，容易埋下内存泄漏，使用前先确认业务真的需要。

五、常见追问

• 问：过期策略和淘汰策略有什么区别？答：过期策略处理"已到 TTL 的 key"，目的是回收该删的数据；淘汰策略处理"内存到 maxmemory 时该挤掉谁"，目的是控制内存上限。两者独立生效，可以同时存在。
• 问：为什么不用定时器精确删除？答：每个 key 一个定时器在百万级 key 下内存与调度成本都不可接受，且 Redis 单线程无法承受频繁的定时回调。
• 问：集中过期怎么避免？答：给 TTL 加随机抖动（如 30 分钟 ± 5 分钟）、把预热数据的过期时间打散、对超热 key 用逻辑过期（value 里带过期时间，异步重建）。
• 问：hz 调大能加快过期清理吗？答：能提高抽样频率，但也会增加 CPU 占用与延迟抖动；一般保持 10，配合 dynamic-hz 在空闲时自动提高。
• 问：内存没到 maxmemory，为什么还是看到内存不降？答：可能是过期 key 未被采样到、碎片率高（mem_fragmentation_ratio > 1.5 可考虑 activedefrag），或有大量永不过期的 key。
• 问：大 key 过期会阻塞吗？答：会。释放大集合是同步的，可能造成百毫秒级卡顿；应使用 UNLINK（异步释放）或在业务低峰让大 key 过期。

小结

• 过期删除 = 惰性 + 定期抽样，是"够用就好"的近似方案，不承诺实时。
• 内存不降先区分三件事：没采样到、碎片、永不过期。
• 设计侧主动做两件事：TTL 加抖动、避免大 key 与集中过期。