redis設(shè)置生存和過期時間的原理是什么

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在了解原理前 先來看使用方法

通過EXPIRE命令或者PEXPIRE命令，客戶端可以以秒或者毫秒精度為數(shù)據(jù)庫中的某個鍵設(shè)置生存時間，在經(jīng)過指定的秒數(shù)或者毫秒數(shù)之后，服務(wù)器就會自動刪除生存時間為0的鍵。

SETEX命令可以在設(shè)置一個字符串鍵的同時為鍵設(shè)置過期時間（只能用于字符串鍵）

與EXPIRE命令和PEXPIRE命令類似，客戶端可以通過EXPIREAT命令或PEXPIREAT命令，以秒或者毫秒精度給數(shù)據(jù)庫中的某個鍵設(shè)置過期時間

過期時間是一個UNIX時間戳，當(dāng)鍵的過期時間來臨時，服務(wù)器就會自動從數(shù)據(jù)庫中刪除這個鍵

TTL命令和PTTL命令接受一個帶有生存時間或者過期時間的鍵，返回這個鍵的剩余生存時間，也就是，返回距離這個鍵被服務(wù)器自動刪除還有多長時間

Redis有四個不同的命令可以用于設(shè)置鍵的生存時間（鍵可以存在多久）或過期時間（鍵什么時候會被刪除）：

• EXPIRE＜key＞＜ttl＞命令用于將鍵key的生存時間設(shè)置為ttl秒。

• PEXPIRE＜key＞＜ttl＞命令用于將鍵key的生存時間設(shè)置為ttl毫秒。

• EXPIREAT＜key＞＜timestamp＞命令用于將鍵key的過期時間設(shè)置為timestamp所指定的秒數(shù)時間戳。

• PEXPIREAT＜key＞＜timestamp＞命令用于將鍵key的過期時間設(shè)置為timestamp所指定的毫秒數(shù)時間戳。

原理

雖然有多種不同單位和不同形式的設(shè)置命令，但實(shí)際上EXPIRE、PEXPIRE、EXPIREAT三個命令都是使用PEXPIREAT命令來實(shí)現(xiàn)的：

無論客戶端執(zhí)行的是以上四個命令中的哪一個，經(jīng)過轉(zhuǎn)換之后，最終的執(zhí)行效果都和執(zhí)行PEXPIREAT命令一樣。

redisDb結(jié)構(gòu)的expires字典保存了數(shù)據(jù)庫中所有鍵的過期時間，我們稱這個字典為過期字典

過期字典的鍵是一個指針，這個指針指向鍵空間中的某個鍵對象（也即是某個數(shù)據(jù)庫鍵）。

過期字典的值是一個long long類型的整數(shù)，這個整數(shù)保存了鍵所指向的數(shù)據(jù)庫鍵的過期時間——一個毫秒精度的UNIX時間戳。

下圖展示了一個帶有過期字典的數(shù)據(jù)庫例子，在這個例子中，鍵空間保存了數(shù)據(jù)庫中的所有鍵值對，而過期字典則保存了數(shù)據(jù)庫鍵的過期時間。

為了展示方便，圖中的鍵空間和過期字典中重復(fù)出現(xiàn)了兩次alphabet鍵對象和book鍵對象。在實(shí)際中，鍵空間的鍵和過期字典的鍵都指向同一個鍵對象，所以不會出現(xiàn)任何重復(fù)對象，也不會浪費(fèi)任何空間。

圖中的過期字典保存了兩個鍵值對：

第一個鍵值對的鍵為alphabet鍵對象，值為1385877600000，這表示數(shù)據(jù)庫鍵alphabet的過期時間為1385877600000（2013年12月1日零時）。

第二個鍵值對的鍵為book鍵對象，值為1388556000000，這表示數(shù)據(jù)庫鍵book的過期時間為1388556000000（2014年1月1日零時）。當(dāng)客戶端執(zhí)行PEXPIREAT命令（或者其他三個會轉(zhuǎn)換成PEXPIREAT命令的命令）為一個數(shù)據(jù)庫鍵設(shè)置過期時間時，服務(wù)器會在數(shù)據(jù)庫的過期字典中關(guān)聯(lián)給定的數(shù)據(jù)庫鍵和過期時間。

在服務(wù)器執(zhí)行以下命令之后

過期字典將新增一個鍵值對，其中鍵為message鍵對象，而值則為1391234400000（2014年2月1日零時），如圖

以下是PEXPIREAT命令的偽代碼定義

PERSIST命令可以移除一個鍵的過期時間

PERSIST命令就是PEXPIREAT命令的反操作：PERSIST命令在過期字典中查找給定的鍵，并解除鍵和值（過期時間）在過期字典中的關(guān)聯(lián)。

過期鍵的判定

通過過期字典，程序可以用以下步驟檢查一個給定鍵是否過期：

1）檢查給定鍵是否存在于過期字典：如果存在，那么取得鍵的過期時間。

2）檢查當(dāng)前UNIX時間戳是否大于鍵的過期時間：如果是的話，那么鍵已經(jīng)過期；否則的話，鍵未過期?？梢杂脗未a來描述這一過程：

對于一個過期時間為1385877600000（2013年12月1日零時）的鍵alphabet來說：

如果當(dāng)前時間為1383282000000（2013年11月1日零時），那么調(diào)用is_expired（alphabet）將返回False，因?yàn)楫?dāng)前時間小于alphabet鍵的過期時間。

另一方面，如果當(dāng)前時間為1385964000000（2013年12月2日零時），那么調(diào)用is_expired（alphabet）將返回True，因?yàn)楫?dāng)前時間大于alphabet鍵的過期時間。

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