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Redis中鍵值過期操作示例詳解

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。